百科解析:精密合金1J52中厚板(厚度≤35mm)
1. 概述
精密合金1J52是一种在弱磁场中具有优异软磁性能的铁镍基合金,属于定膨胀合金范畴(其膨胀系数在一定温度范围内与特定材料,如软玻璃、陶瓷等相匹配)。它以其高磁导率、低矫顽力、低剩磁以及特定的热膨胀特性而著称。当以“中厚板”(通常指厚度在4.5mm至35mm或60mm之间的板材)形态供应,且厚度限定在35mm以下时,该材料广泛应用于需要特定形状、强度和磁性能的电磁器件核心部件或结构屏蔽件中。采购此类材料,需对其核心特性有清晰认识。
2. 核心化学成分(重量百分比 %)
1J52合金的成分经过精密控制,以实现其目标磁性能和膨胀性能。其主要化学成分范围如下:
镍 (Ni): 51.0 - 52.5% (核心元素,主导磁性能并影响膨胀系数)
铁 (Fe): 余量 (构成合金主体)
钼 (Mo): 0.80 - 1.20% (关键添加元素,显著提高电阻率,降低涡流损耗,改善磁性能)
硅 (Si): ≤ 0.30% (脱氧剂,微量存在,过高可能影响磁性)
锰 (Mn): ≤ 0.60% (脱氧剂,改善热加工性)
碳 (C): ≤ 0.03% (严格控制的有害杂质,过高损害磁性,增加矫顽力)
磷 (P): ≤ 0.020% (严格控制的有害杂质)
硫 (S): ≤ 0.020% (严格控制的有害杂质)
铜 (Cu): ≤ 0.20% (微量杂质或允许添加元素)
铬 (Cr): ≤ 0.20% (微量杂质)
采购关注点: 成分的精确性至关重要。供应商提供的质保书(材质证明书)必须清晰列明实际化学成分,并确保其在上述标准范围内,特别是Ni、Mo含量以及C、P、S等杂质上限。这是保证材料基本磁性能和膨胀性能的前提。
3. 关键物理与磁性能
35mm以下厚度的1J52中厚板具备以下核心性能特征:
磁性能 (典型值,经最终热处理后):
初始磁导率 (μi): 高(通常在几千Gs/Oe量级,具体数值受热处理和厚度影响)。表征材料在极弱磁场下磁化的难易程度。
最大磁导率 (μm): 非常高(可达数万Gs/Oe量级)。表征材料能达到的最佳导磁能力。
矫顽力 (Hc): 极低(通常小于1.2 Oe)。表征材料退磁的难易程度,值越低,磁滞损耗越小,磁性能越“软”。
饱和磁感应强度 (Bs): 中等偏上(约1.5T左右)。表征材料能容纳的最大磁通量密度。
剩余磁感应强度 (Br): 低。表征撤去外磁场后剩余的磁化强度。
磁滞损耗 (Wh): 低。得益于低矫顽力和低剩磁。
电阻率 (ρ): 相对较高(约0.45 μΩ·m)。得益于钼的添加,有助于降低高频下的涡流损耗(虽然中厚板主要用于较低频或静态场)。
物理性能:
密度: 约8.2 g/cm³。
居里点 (Tc): 约480°C。在此温度以上,材料失去铁磁性。
热膨胀系数: 在20-400°C范围内具有特定的、相对较低的膨胀系数(与软玻璃等材料相匹配,是其作为“定膨胀合金”的基础)。
机械性能 (与状态相关,如硬态、软态):
抗拉强度: 较高(硬态可达800-1000 MPa以上,退火态降低)。
延伸率: 退火态具有较好的塑性(延伸率可达30%或更高),便于后续的剪切、冲压等成型加工;硬态塑性较低。
加工性能:
冷加工性: 良好。1J52在退火状态下具有良好的延展性,适合进行冲压、弯曲等冷成型操作。但冷加工会显著硬化材料并劣化磁性能(需最终热处理恢复)。
热加工性: 良好。可在较高温度下(如1000-1200°C)进行锻造、轧制等热加工。
焊接性: 尚可,但需注意。焊接热影响区会破坏磁性能,焊后通常需要整体热处理恢复性能。需采用保护气体焊接(如氩弧焊)并控制热输入。
热处理: 极其关键! 最终磁性能高度依赖最终热处理(通常在氢气或真空保护下进行高温退火和控速冷却)。中厚板采购时需明确供货状态(如硬态、半硬态、软态)以及是否需要供应商进行最终磁性退火。
4. 中厚板(≤35mm)形态特点与采购要点
厚度范围: 明确限定在35mm以下(常见如6mm, 10mm, 12mm, 16mm, 20mm, 25mm, 30mm等)。这个厚度范围提供了良好的结构强度和一定的体积,适合制造大型磁轭、屏蔽壳体、电磁铁极头、变压器铁芯叠片基板等。
尺寸公差: 需关注板材的厚度公差、宽度公差、长度公差以及平面度、直线度要求。这些直接影响后续加工精度和成本。国标(如GB/T 709)或双方协议是依据。
表面状态: 通常有热轧(带氧化皮)、酸洗、喷砂、冷轧(光亮)等状态。根据后续加工需求(如是否直接机加工、是否需要焊接、是否要求美观)选择合适的表面状态。
供货状态:
硬态/冷轧态: 强度高,磁性能差。适用于需要高强度且后续会进行最终热处理和精加工的场合。
退火态(软态): 塑性好,磁性能好(如果进行了磁性退火)。适用于需要直接冷成型或对磁性能有初步要求的场合。采购时必须明确!
内部质量: 要求材料致密,无内部裂纹、夹杂、气孔等缺陷。可通过超声波探伤(UT)等无损检测要求来保证(根据应用重要性提出相应级别要求)。
标准依据: 国内采购主要依据GB/T 15018-1994《精密合金牌号》及相关的板带材尺寸、外形、重量及允许偏差标准(如GB/T 709)。需在合同中明确执行标准号及等级要求。
检测报告: 要求供应商提供包含化学成分分析结果、力学性能(如适用)、磁性能(若为退火态且合同要求)等项目的权威检测报告(质保书)。
5. 典型应用领域(涉及中厚板形态)
强磁场或大电流环境中的磁屏蔽室、屏蔽壳体、屏蔽门(利用高磁导率分流磁力线)。
大型电磁铁、继电器、接触器的磁轭、极靴、极头(需要一定强度和良好导磁性的结构部件)。
特殊变压器、电感器的铁芯基座或框架(需导磁和结构支撑)。
需要与玻璃、陶瓷进行匹配封接的电子管、真空器件结构件(利用其定膨胀特性)。
精密仪器仪表中的导磁结构部件。
6. 采购总结与注意事项
采购“精密合金1J52中厚板(35mm以下)”时,核心在于:
确认成分合规: 严控Ni、Mo含量及杂质元素。
明确磁性能要求与状态: 清晰界定是采购硬态(供后续加工热处理)还是已具备磁性能的退火态?若需磁性能,合同中应明确关键磁参数(如μi, Hc)的验收标准或参照状态。
精确尺寸与公差: 厚度(≤35mm)、宽度、长度、外形公差需明确。
指定表面状态与内部质量: 根据用途选择,必要时规定无损检测等级。
严格依据标准: 明确引用GB/T 15018等国家或行业标准。
索取完整质保书: 确保包含化学成分、力学性能(视状态)、磁性能(视要求)等关键检测数据。
考虑热处理影响: 明确后续加工(特别是焊接、热处理)对性能的影响及责任归属。
深入了解1J52的成分、性能及其在中厚板形态下的特点,有助于采购员精准定位需求、有效评估供应商、控制材料质量,从而确保最终产品的电磁性能和可靠性满足设计要求。
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