引人注目的MIM材料与生产工艺进展

2015年5月17-20日,在美国加州圣地亚哥市举行的POWDERMET2015会议与展会览上,MIM材料与生产工艺最引人们注目,来自世界各地的MIM生产厂家,产业支持者及研究人员共享了他们最近的研究与开发成果。在Dr.David Whittaker的这篇报告中,述评了来自日本,印度,德国,英国及美国的论文。这些论文反映了MIM生产在增强与产业在增长的许多关键领域。     

交、直流用铁粉基软磁材料

本文介绍了粉末冶金软磁材料的种类和工艺参数对其性能的影响、应用技术要求以及一些应用实例。重点介绍了近几年发展起来的软磁复合材料的性能及其应用。     

磁性和冷锻造性能优异的纯铁软磁材料：ELCH2

前言 为了使电磁线圈、继电器等电气元件能有效利用磁性回路中磁感应线圈，在小功率时能正常动作，就要使用铁芯材料。以往使用的铁芯材料一般都是碳含量在0．1％左右的低碳钢，而近几年以汽车行业为代表，随电子控制元件的增加，要求其控制元件省电并小型化，因此对软磁特性优异的材料的需求更加迫切。     

粉末冶金工艺对纯铁软磁材料性能的影响

利用粉末冶金技术制备纯铁软磁材料,在不同温度和压力下将不同粒径铁粉压制成生坯,并在保护气氛下进行烧结。结果表明:不同粒径铁粉混合有助于压坯密度的增加,适宜的压制温度可以有效地促进粉末流动,避免大尺寸孔洞的形成,优化组织。140℃、800 MPa温压条件下雾化铁粉压坯密度最高可达7.35 g·cm-3。对比常温压制,温压压坯烧结后孔洞分布均匀。烧结体密度随温度的升高而上升,雾化铁粉压坯在1250℃烧结后密度最高可达7.47 g·cm-3。在一定范围内,软磁材料磁性能与密度成正比,混粉压制试样的密度接近理论值,但在混合铁粉中,较细的铁粉夹杂于粗粉中,阻碍磁畴壁移动,造成饱和磁化强度（M_s）偏小、矫顽力（H_c）偏大的现象,M_s为205.51 emu·g-1,Hc为7.9780 Oe。     

纳米晶软磁材料的磁特性及研究进展

介绍了纳米晶磁性材料的研究进展及其良好的磁持性原因,并对以后的研究工作提出了展望。     

铁铝硅软磁材料的应用及发展

综述了铁铝硅软磁材料的生产现状、性能检测及展望,介绍了真空熔炼技术的优越性,以及该技术的发展方向及前景.     

高密度软磁材料开发探索

采用粉末冶金技术可以制作形状复杂和具有良好磁性能的软磁材料,粉末冶金技术已被成功的应用于大规模商品生产软磁材料.已被作为商品生产的软磁粉末冶金材料有:纯铁、磷铁、镍铁、钴铁和硅铁等.     

粉末冶金铁基软磁材料的发展与应用

用粉末冶金工艺制作的软磁材料,在电动机、压缩机及其他旋转装置中得到了广泛应用。烧结软磁材料广泛应用于汽车和非汽车领域。为了进一步发展粉末冶金产业,近年来开发了许多材料。新近开发出了具有优良磁感应强度与矫顽力的,高密度软磁材料(AncorLam)。其于880MPa的压力下压制时,生坯密度为7.55g/cm3,矫顽力为310A/m,电阻率为8000micro-ohmcm,及生坯强度为100MPa。这篇文章将讨论这些材料的应用。     

热处理工艺对铁基软磁复合材料电磁性能的影响

以磷酸为磷化剂对雾化铁粉进行磷化处理,然后在800 MPa压力下压制成环形生坯,分别在H2、N2和空气气氛下进行热处理,制成软磁复合材料磁芯,研究热处理气氛、热处理温度与时间对磁芯电磁性能的影响。结果表明:铁粉经磷化处理后,表面包覆完整均匀的磷酸盐绝缘层;与H2和N2气氛相比,磁芯压坯在空气气氛下热处理后拥有更高的磁导率和较小的磁损耗;空气气氛下500℃处理30 min是较优的热处理工艺,磁芯最大磁导率达到350,在频率为1 k Hz和饱和磁感1T条件下的磁损耗仅为145 W/kg,进一步延长热处理时间或提高热处理温度,磁导率增加不明显,但电阻率显著降低,导致磁损耗显著增加,软磁性能恶化。     

金属注射成形制备Fe-50%Ni软磁合金

以羰基铁粉和羰基镍粉为原料,采用金属注射成形(Metal injection molding,MIM)工艺制备Fe-50%Ni(质量分数)软磁合金,研究烧结气氛、烧结温度和时间以及热处理制度对其磁性能的影响。通过对不同工艺条件下试样的杂质含量、密度、金相和磁性能的分析,发现C、O等间隙杂质原子含量和热处理的冷却方式强烈地影响MIM Fe-50%Ni合金的最大磁导率和矫顽力,而相对密度是影响MIM Fe-50%Ni的饱和磁感应强度和初始磁导率的主要因素。试样经1 380℃氢气烧结3 h、650℃保温1 h再油淬,可获得最佳磁性能:饱和磁感应强度为1.496 T,矫顽力为4.8 A/m,最大磁导率为75.2 mH/m,初始磁导率为9.18 mH/m。     

热处理方式对MIMFe-50Ni合金磁性能的影响

以羰基铁粉和羰基镍粉为原料粉末,采用金属注射成形(MIM)工艺制备Fe-50%Ni软磁合金,分别采用炉冷、空冷、油冷和液氮冷等4种冷却方式对该合金进行热处理,借助TEM分析和居里温度测量等检测技术系统研究冷却方式对其磁性能的影响,并对不同热处理方式导致试样磁性能差异的根本原因进行分析。结果表明:热处理冷却方式对注射成形Fe-50%Ni软磁合金的密度、杂质含量和晶粒尺寸影响都不大,但对磁性能的影响非常明显,随冷却速率加快,该合金的矫顽力先增大后减小。液氮冷却的试样磁性能最好,其饱和磁感应强度为1.45T,矫顽力为7 A/m,最大磁导率为72.47 mH/m,初始磁导率为10.12 mH/m。油冷和液氮冷却试样中存在亚稳FeNi有序相,导致合金的磁性能大幅提高。     

高速压制制备高密度纯铁软磁材料

以退火纯铁粉末为原料,采用粉末退火结合高速压制技术的方法制得高密度压坯(7.70 g·cm^-3),经烧结后获得高密度高性能的纯铁软磁材料.研究退火粉末的高速压制行为,以及烧结时间和烧结温度对材料磁性能和晶粒大小的影响.结果显示:退火粉末的压坯密度随压制速度的增加而增加,压坯密度最高可达到7.70 g·cm^-3,相对密度可达到98.10%.烧结温度为1450℃,烧结时间为4 h时,材料密度达到7.85 g·cm^-3,相对密度为99.96%,最大磁导率达到13.60 m H·m^-1,饱和磁感应强度为1.87 T,矫顽力为56.50 A·^m-1.     

粉末注射成形在软磁材料中的应用

介绍了粉末注射成形在粘结软磁、烧结软磁生产中的应用、研究开发状况。指出粉末注射成形是能够实现低成本生产新性能、新功能的磁体制造技术，强调利用注射成形技术实现磁性元器件结构功能一体化设计、制造的优势。     

块体纳米软磁材料的研究现状

介绍了国内外块体纳米软磁材料的发展和应用情况。对块体纳米软磁材料的制备方法、纳米晶的形成机理、优异软磁性能的根源进行了探讨。阐述了未来块体纳米软磁材料的研究方向。     

Fe-Cu-Nb-Si-B快淬带的组织、磁性及微区力学性能

采用单辊熔体快淬法制备宽6~8mm、厚30~40μ_m的Fe_78.3Cu_0.6Nb_2.6Si_9.5B₉合金薄带.其直流磁性能为：饱和磁感应强度B_s=1.06T,剩磁B_r=0.39T,矫顽力H_c=3.53A/m,最大磁导率μ_m=2.43mH/m;交流磁性能为：铁损P_0.5T/1kHz=22.2W/kg,P_0.2T/100kHz=864W/kg,对应的有效磁导率μe分别为833和1225.场发射高分辨扫描电镜观察发现,不同工艺参数制备的快淬带因晶化程度不同,对应的断口形貌特点也不同,非晶相和纳米晶复合的合金带断口可见镜面区和雾状区、周期性褶皱、河流状花样等,而晶化接近完全的合金带呈沿晶断裂.纳米力学探针研究表明,非晶相和纳米晶复合的合金带的微区硬度和弹性模量低于晶化接近完全的合金带.基于Luborsky法,利用自行设计的装置测量断裂应变,对材料的韧性进行半定量分析.     

Effect of niobium on glass-formation ability and soft magnetic properties of Gd-doping glassy alloys

The effect of niobium on glass-formation ability and soft magnetic properties were studied in Fe-Gd-B glassy alloys. The glassy alloys exhibited high glass-formation ability when the element of Nb was added. Bulk glassy rod （Fe0.87Co0.13）68.5Gd3.5Nb3B25 with a diameter up to 3 mm was produced by copper mold casting. The size of the atom might play an important role in increasing glass-formation ability. The coercive force of glassy （Fe0.87Co0.13）71.5.xGd3.sNbxB25 （x=1.2, 1.5, 2, 2.5, 3, 4） alloys decreased after the addition of niobium element and was in the range of 1.5-2.9 A/m. The permeability spectrum of （Fe0.87Co0.13）70.3Gd3.5Nb1.5B25 glassy ribbon showed that the relaxation frequency （f0） was 6.1 MHz.     

Effect of polypropylene as the backbone of MIM feedstock on the micro-structural phase constituents,mechanical and rheological properties of 4605 low alloy steel compacts

ABSTRACT

In this study, the effect of polypropylene (PP) as the backbone polymer of Metal injection moulding (MIM) feedstock has been investigated on the micro-structural phase constituents, mechanical and rheological properties of 4605 low alloy steel compacts. For this purpose three binders systems consisting of paraffin wax (PW), stearic acid (SA) and carnauba wax (CW) having different contents of PP (20, 24 and 28 mass %) were compounded. The sintered samples were then tested for mechanical (tensile and hardness), micro-structural (X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM)), density and rheological (viscosity) properties. The results show that an increase in the PP percentage results into the improvement of mechanical and physical properties while decreasing the rheological properties. From the microstructure point of view it was observed that the amount of PP, is directly related to the residual carbon content of the sample which affects the grain size, total porosity and phase constituents.