1J85铁镍合金 坡莫合金

1913年美国人埃尔门(G.W.Elmen)发现，含镍量为30%～90%的Ni-Fe合金在弱、中磁场下具有良好的软磁特性，其中含镍78%的镍铁合金的起始磁导率μi最高，遂命名为坡莫合金(permalloy)，意即导磁合金。他还发现了进一步提高 50%～90%Ni-Fe合金起始磁导率的特殊热处理工艺，称为“坡莫合金热处理”。1921年78%Ni-Fe合金被用于电话继电器。1924年英国人史密斯(Smith)等发明了添加铜、铬的76%Ni-Fe合金，称为 “Mumetal”(英国Telcon公司生产)。1931年美国人延森(T.D.Yensen)发明了用真空熔炼和氢气高温退火的工艺，以净化合金，并发展了商品牌号为Hipernik的超级镍铁合金。1934年美国人凯萨尔(G.A.Kelsall)发现磁场热处理可明显提高铁镍合金的最大磁导率，65%Ni-Fe(65坡莫合金)经磁场热处理后，μmax提高约10倍。1947年美国人波佐思(R.M.Bozorth)等发明了μi和μm最高的合金，称超坡莫合金。60年代初，中国钢铁研究总院发明了用横向磁场处理和加适量氧气的方法，制得了Br和Hc接近于零，磁导率非常恒定的65%Ni- Fe合金(中国牌号1J66)。70年代以后，为适应高频开关电源和磁记录技术发展的需要，在含高镍的镍铁合金中加入铌、钽、钒、钨、钛、硅和铝等各种元素制得了高硬度、高电阻率、低损耗的高磁导率合金，成为软磁合金中性能类型最多，品种和用途最广，最具代表性的合金。

 

坡莫合金是一种在较弱磁场下有较高的磁导率的铁镍合金，镍含量在30%以上的镍铁合金，在室温时都为单相的面心立方(γ)结构，但在30%Ni附近的单相结构很不稳定，因此实用的铁镍软磁合金，含镍量都在 36%以上。铁镍合金在含镍75%(原子分数)附近，在此单相合金中会发生Ni3Fe长程有序转变，这时合金的点阵常数和物理性质，如电阻率和磁性等都会发生变化。因此，要考虑有序转变对性能的影响。通常在Ni3Fe合金中加入少量Mo或Cu等附加元素，以抑制长程有序的生成。

 

图1示出二元镍铁合金的饱和磁化强度Js、居里温度Tc、磁晶各向异性K1及磁致伸缩常数λ与镍含量的关系。图2示出Ni-(Fe+Cu)-Mo合金的 K1和λ与成分和热处理冷却速度的关系。图3示出由轧制和磁退火工艺得到的单轴各向异性常数Ku1、Ku2随镍含量的变化。由图可知，K1不仅依赖于成分，且与Ni3Fe的短程有序(为热处理冷却速度所控制)有关。λ基本上由成分决定，仅在Ni3Fe的成分处，冷却速度才对λ111和λ100有少许影响。低于Tc以下温度磁场热处理时产生的Ku2要比滑移形变(冷轧时)产生的Ku1小一个数量级。Ku1和Ku2都是单轴各向异性，所以当沿其择优方向磁化时可得到矩形磁滞回线，而沿垂直方向磁化可得到低Br的扁平回线。对镍含量为70%~80%的合金，其Kl≤0，易磁化方向为，需避免{100}立方织构、混乱取向的随机织构。而镍为45%~68%的合金K1>0、易磁化方向为，故为获得高磁性，应尽量获得立方织构。具体可采用大压下量冷轧和较低温度(900～1050℃)退火。坡莫合金的最终退火应在不含氧，露点在一40℃以下的纯氢气氛中或在真空度达10-2～10-3Pa的气氛中进行。