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电磁软钢和坡莫合金介绍

2026-04-09 10:05:15

来源:世界金属导报精华版

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01

电磁软钢


电磁软钢的主要用途是继电器、电磁铁、磁离合器、制动器(闸)、发电机、马达等器械的铁芯和轭铁、磁屏蔽等。JIS C2540对电磁软钢做了规定。

按照直流磁特性,电磁软钢的类别有,SUY-0(矫顽力Hc<60A/m)、SUY-1(矫顽力Hc<80A/m)、SUY-2(矫顽力Hc<120A/m)、SUY-3(矫顽力Hc<240A/m)。各类电磁软钢在外磁场强度为4000A/m时的磁感应强度B≥1.60T。最近,电磁软钢用于x EV的继电器铁芯。电磁软钢的矫顽力Hc是质量保证值。用户可根据电磁软钢的矫顽力Hc选定使用的电磁软钢。



电磁软钢的磁退火

电磁软钢在部件成形后,要进行磁退火,以获得要求的磁特性。磁退火的具体操作为:在真条件下,材料经850℃保温2h后采用随炉冷却方式进行冷却。

电磁软钢的化学成分要求是,C≤0.030%、Si≤0.20%、Mn≤0.50%、P≤0.030%、S≤0.030%,降低杂质含量以保证电磁软钢软磁特性。


02

坡莫合金


坡莫合金是Fe-Ni系软磁材料。JIS C 2531对坡莫合金做了规定。按照Ni含量,坡莫合金分为PB(Ni:41%-51%)、PC(Ni:70%-85%)、PD(Ni:35%-40%)。

坡莫合金PB的用途包括,大电流/高灵敏度磁传感器、磁屏蔽、x EV用电流传感器、汽车电动转向器的转矩传感器、整流器、步进马达等。坡莫合金PC的用途包括微弱磁场/超高灵敏度磁传感器、磁屏蔽、x EV充电电缆漏电遮断器的ZCT铁芯、x EV用电流传感器、汽车电动转向器的转矩传感器、整流器、步进马达等。

此外还有坡莫合金如:MENPB-L(Fe-41%Ni)、MENPB (Fe-45%Ni)、MENPB-S(Fe-48%Ni)、MENPC-1(Fe-81%Ni-5%Mo)、MENPC-2((Fe-78%Ni-4.5%Mo-3.5%Cu)。图1是各种坡莫合金系软磁材料的特性位置图。

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03

坡莫合金PC系材料的最佳成分设计案例—超高导磁率材MENPC-2S


坡莫合金PC系材料的磁特性,不仅受磁性成分(Fe、Ni)的影响,而且,还受Cu、Co等元素的影响。存在着磁性元素Ni原子数与Fe原子数的最佳比。Ni、Fe以外的添加元素和杂质元素的价电子填补3d轨道的空穴,会导致磁矩消失。用式(1)计算Fe、Ni元素和Cu、Mo以及其他添加元素和杂质元素的P1值,P1值为3.3时,坡莫合金具有最大的比导磁率。MENPC-2S是在MENPC-2的基础上,使添加微量元素成分平衡,并且对制造工艺进行优化,制造出的超高导磁率的坡莫合金。

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式中,CNi:Ni at.%、CFe:Fe at.%、Ci:添加元素i的at.%、Zi:添加元素i的价电子数(例如,Cu的Zi =1、Mo的Zi=6)。图2是最大比导磁率μrm与P1的关系。

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