1J50 是中国国家标准(GB)中定义的一种铁镍基软磁合金牌号。“1J”代表精密合金中的软磁合金类别,“50”表示其镍(Ni)含量约为50%(实际范围通常在49.0%~50.5%)。
圆钢 指通过热轧或热锻工艺生产的圆柱形棒材,是1J50合金最基础的供应形态之一。
剥皮棒 (Peeled Bar / Turned Bar) 是在普通热轧(或热锻)圆钢基础上,经过精密车削(剥皮)或磨削加工去除表面氧化层、脱碳层及缺陷,获得更高尺寸精度、更好表面光洁度和更均匀材料性能的圆棒材。它显著提升了材料的“可使用性”和一致性。
1J50合金的化学成分是其磁性能的基础,主要元素及作用如下:
镍 (Ni): 核心元素,含量约 49.0% - 50.5%。镍含量决定了合金基本的软磁特性(高磁导率、低矫顽力)。
铁 (Fe): 基体元素,含量约 余量 (接近50%)。与镍形成固溶体。
关键微量元素与杂质控制 (严格限量):
碳 (C): 极低含量(通常<0.03%),碳会恶化磁性能,增加矫顽力和磁滞损耗。
硅 (Si)、锰 (Mn): 含量很低(通常Si<0.30%, Mn<0.30%),主要用于脱氧,过量会影响性能。
磷 (P)、硫 (S): 有害杂质,含量被严格控制(通常P<0.020%, S<0.020%),它们会降低磁导率、增加损耗。
铝 (Al)、钛 (Ti)、钼 (Mo) 等: 可能微量添加用于控制晶粒尺寸或特定性能,但需严格控制,避免形成有害析出物影响磁性。
铜 (Cu): 通常作为杂质控制(<0.20%)。
采购关注点: 成分的精确性和稳定性至关重要,直接影响最终磁性能。供应商需提供符合国标(如GB/T 15001, GB/T 15002)或双方协议成分范围的材质证明(CMTR)。
1J50合金因其成分设计,具备以下典型软磁特性:
高初始磁导率 (μi) 和最大磁导率 (μm): 在中等磁场下易于磁化和退磁。
低矫顽力 (Hc): 磁化或反磁化所需能量低,磁滞损耗小。
中等饱和磁感应强度 (Bs): 约1.5 Tesla (T) 左右,低于纯铁但高于高镍合金(如1J79)。
低剩余磁感应强度 (Br) 和低磁滞损耗 (Wh): 适合在交变磁场或需要快速磁反转的场合工作。
高电阻率 (ρ): 高于纯铁,有助于降低涡流损耗(尤其在较高频率下)。
对热处理敏感: 最终磁性能高度依赖于最终的热处理工艺(氢气或真空退火)。出厂状态(硬态)的圆钢/剥皮棒磁性较差,需用户进行最终热处理才能达到最佳软磁性能。
采购关注点: 明确材料是“硬态”供应(仅保证化学成分和基本力学性能/尺寸),最终的优异磁性能需由用户通过合适的热处理实现。关注供应商在冶炼、热加工过程中对晶粒组织、纯净度的控制,这为后续热处理获得好性能奠定基础。
圆钢 (热轧/热锻):
优点: 成本相对较低,生产周期短,适用于对尺寸精度和表面要求不高的场合,或作为剥皮棒/进一步加工(如锻造、热轧成扁材)的坯料。
缺点: 表面存在氧化皮、脱碳层、微裂纹等缺陷;尺寸公差(直径、圆度)较大;内部组织可能不够均匀。这些缺陷在后续加工或热处理中可能暴露,影响成品率和性能一致性。
剥皮棒:
优点:
高尺寸精度: 直径公差小(通常可达h9或更严),圆度好。
优异表面质量: 去除表面缺陷、氧化皮和脱碳层,光洁度高(Ra值小),可直接用于精密车削、磨削或作为成品轴件(需热处理后)。
材料一致性高: 剥皮过程去除了不均匀的表层,内部组织相对更均匀,为后续热处理和性能一致性提供更好基础。
减少加工余量: 节省用户后续精加工的时间和成本,提高材料利用率。
缺点: 成本高于普通圆钢,生产工序增加。
采购关注点: 根据最终零件的精度、性能要求、加工成本(车削/磨削量)和合格率要求来选择形态。对于高精度、高性能要求的零件(如精密传感器轴芯、继电器导磁件),剥皮棒通常是更优甚至必须的选择。
国内主要厂家:
宝武特种冶金有限公司 (原宝钢特钢/上钢五厂): 国内精密合金领域的龙头企业,技术实力强,品种规格全,质量稳定。
东北特殊钢集团 (抚顺特钢、大连特钢等): 历史悠久,在特殊钢领域有深厚积累,能生产高品质1J50。
上海商虎有色金属有限公司: 国内重要的特殊钢和精密合金生产基地之一。
其他有能力的特钢厂: 部分其他大型钢铁集团下属的特钢公司也可能具备生产能力。
国外主要厂家:
VDM Metals (德国): 全球领先的高性能合金生产商,产品以高质量和稳定性著称(对应牌号如VACOFLUX 50)。
Carpenter Technology (美国): 知名特种合金生产商,提供多种软磁合金(可能有类似成分牌号)。
Hitachi Metals (日立金属,日本): 在高级磁性材料领域有很强实力(类似牌号如Permalloy 50)。
VACUUMSCHMELZE (VAC, 德国): 专注于磁性材料,尤其非晶纳米晶,但也生产传统软磁合金(对应牌号如VITROVAC 6150 或类似)。
采购关注点:
资质与认证: 供应商是否具备完善的质量管理体系认证(如ISO 9001, IATF 16949等)。
技术实力与经验: 在精密合金,特别是软磁合金生产方面的经验和技术积累。
质量稳定性与一致性: 不同批次间化学成分、纯净度、组织均匀性的控制能力至关重要。
供货能力与规格范围: 能否稳定提供所需直径、长度、形态(圆钢/剥皮棒)的产品。
检测与质保: 是否提供详细的材质证明(CMTR),包含化学成分、力学性能(硬态)、尺寸检测、低倍组织(必要时)等数据。
1J50圆钢/剥皮棒经加工和热处理后,广泛用于制造需要中等磁导率、较低损耗、较高饱和磁感的精密电磁元件,例如:
中小功率变压器、脉冲变压器、输出变压器(铁芯或磁轭)。
电感器、扼流圈磁芯。
继电器、接触器的导磁部件(衔铁、轭铁)。
磁屏蔽罩(需特定加工成型)。
传感器(如电流传感器)的磁芯或导磁结构件。
电机和发电机中的特定导磁零件。
明确需求: 最终用途、性能要求(尤其是磁性能,但需理解热处理由用户完成)、精度要求(决定选圆钢还是剥皮棒)、规格尺寸(直径、长度)、数量。
化学成分符合性: 要求供应商提供符合国标或技术协议的材质证明。
形态选择: 根据加工成本、精度要求、合格率在普通圆钢和剥皮棒之间权衡。
尺寸与公差: 明确直径、长度、直线度、圆度等公差要求(剥皮棒可要求更高精度)。
表面质量: 特别是剥皮棒,需明确表面粗糙度要求和无缺陷标准。
供应商评估: 重点考察其在精密合金领域的生产经验、质量管控体系、技术实力、供货稳定性、检测能力及信誉。
价格与交期: 在满足质量和技术要求的前提下进行比价,并确认合理交期。
技术协议: 对于关键应用或大批量采购,建议签订详细的技术协议,明确所有技术要求、检测方法和验收标准。
批次一致性: 强调不同批次材料性能(成分、组织)的稳定性。
检测要求: 明确来料检测项目(如抽检尺寸、表面、必要时复验成分或低倍组织)。
重要提示: 厂家信息会随市场变化,具体采购时需进行最新的供应商调研和资质审核。1J50优异的软磁性能最终需要通过用户进行的正确最终热处理(氢气或真空退火)来达成,原材料供应商主要保证成分准确、组织均匀、纯净度高、尺寸表面合格,为后续加工和热处理奠定良好基础。