自纳米化电工纯铁表面合金化改性研究的意义

来源: 余姚市通达钢材有限公司  作者: http://www.chuntie.com.cn/  时间: 2012-04-16

　　电工纯铁是一种含铁量在99.5%以上的优质钢，具有钢质纯净度高、加工性能好以及表面质量好等特点。作为电磁性材料，其矫顽力(Hc)低，导磁率(μ)高，饱和磁感(Bs)高，磁性稳定又无磁时效。所以电工纯铁具有广泛用途，如电磁继电器，铁芯用纯铁，软磁纯铁，磁屏蔽用纯铁带，航空仪器仪表等。由于其价格便宜且具有良好的综合性能，在一些高科技产品上，如高压线路故障寻址器，也取得了应用。在寻址器中导磁铁芯是一个核心零件，其性能的好坏直接影响寻址器的灵敏度和可靠性，导磁铁芯普遍采用DT4-C电工纯铁制造。

　　电工纯铁虽然具有良好的磁性，但其表面在耐大气腐蚀能力极差。为了保证寻址器长期稳定、可靠工作，对铁芯表面须进行防腐处理。作为功能材料的防护处理，不仅要求处理后具有良好的抗腐性能，而且关键是处理过后不能影响铁芯的磁性能。目前主要使用的表面处理方法是电镀或化学镀Ni，但在实际装配和使用过程中，电镀或化学镀Ni层容易产生开裂或剥离现象。近年来有人采用双辉离子渗金属技术进行了纯铁表面离子渗Ni的研究，离子渗Ni后铁芯表面形成良好的高镍合金，解决了防护层开裂剥落问题，无须再进行传统的真空退火处理。但双辉离子渗Ni处理时间长、温度高，可能会对铁芯的机械性能及磁性能产生不利影响。

　　降低表面合金化的温度、缩短合金化处理时间是解决上述问题的关键。近年来，材料表面自纳米化技术取得了快速发展，经表面自纳米化处理的材料，晶界、位错、空位等非平衡缺陷的数量急剧增加;而且不含孔洞、杂质等缺陷，适合用于扩散研究。从扩散动力学来说，这些缺陷为表面合金化元素的扩散提供了短程扩散通道，提高了扩散系数、降低了扩散激活能，使得低温、快速表面合金化过程能够得以进行。本文采用高能喷丸法(highenergyshotpeening，HESP)实现了DT4-C电工纯铁表面自纳米化;并采取在喷丸弹丸中添加镍粉和铬粉，利用纳米晶界对扩散的促进作用，实现了对DT4-C电工纯铁的自纳米化-合金化改性。