低碳鋼軟磁材料的熱處理方法
【專利摘要】本發明公開一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法。本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，依次包括加熱、保溫、退火步驟，其中加熱步驟為將低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內，升溫至600?850℃；保溫時間為0.5?4h；退火步驟為將所述低碳鋼軟磁材料冷卻至100℃以下，出爐。本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，可以使磁碗使用的低碳鋼低碳鋼軟磁材料的磁導率與原材料相比提升近5倍，矯頑力也下降近5倍，因此，能極大的提升揚聲器BL值，并降低揚聲器的漏磁。
【專利說明】
低碳鋼軟磁材料的熱處理方法
技術領域
[0001]本發明涉及金屬材料熱處理技術領域，具體涉及一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法。
【背景技術】
[0002]在揚聲器等產品中，通常用BL值表征磁路性能的優劣。根據安培力公式F= BIL,其中，B為磁路中磁隙的磁感應強度，L為線圈總長度，且通常器件的功率一定，通過的電流I 一定。若BL越大，則通過一定電流I時，線圈獲得的推力F越大，從而使器件可以得到更高的靈敏度。因此，BL值對揚聲器等產品的性能具有重要影響。
[0003]揚聲器結構包括磁鋼和收容所述磁鋼的磁碗，其中磁碗采用低碳鋼軟磁材料制成。低碳鋼軟磁材料是指能夠迅速響應外磁場變化且能低損耗獲得高磁感應強度的材料，相關技術中，揚聲器所用低碳鋼軟磁材料多為低碳鋼低碳鋼軟磁材料。通過對例如鉑聯創科技的型號為dmsp0916d的揚聲器產品進行BL仿真測試，人為改變磁碗材料的磁導率，發現隨著低碳鋼軟磁材料磁導率上升，器件的BL值也隨著上升，當磁導率增大50 %時，器件BL值增大3%左右，測試結果參照圖1。其中圖1為對dmsp0916d揚聲器產品進行BL仿真測試得到的不同磁導率下的BL曲線圖，圖1中的橫坐標X表示揚聲器工作時線圈所在的坐標位置。
[0004]同時，低碳鋼軟磁材料的矯頑力對器件的靈敏度同樣產生的重要的影響，通過測試發現，提高低碳鋼軟磁材料的磁導率，降低其矯頑力能有效提高揚聲器的BL值從而提高其靈敏度，同時也能降低揚聲器的漏磁。
[0005]然而，影響揚聲器靈敏度的磁導率、矯頑力等參數不僅與低碳鋼軟磁材料的化學成分和晶體結構有關，還與其晶粒尺寸、晶粒取向、參雜物等因素有關。提尚低碳鋼軟磁材料的磁性能，需要改變材料的晶體結構、晶粒尺寸等參數，而熱處理是提高低碳鋼軟磁材料磁性能的一種重要手段，因為熱處理不僅可以改善材料延展性和可加工性，還可以控制一定晶粒結構和大小。
[0006]相關技術中，低碳鋼軟磁材料熱處理主要體現在提高其力學性能方面，對于提高其磁性能方面的熱處理工藝暫無相關報道。
[0007]因此，有必要提供一種提尚低碳鋼軟磁材料磁性能的熱處理方法，進而提尚揚聲器等產品的靈敏度。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是克服上述技術問題，提供一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法。
[0009]本發明的技術方案是:
[0010]提供一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，包括如下步驟:
[0011 ]加熱步驟:將所述低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內，升溫至600-850°C ；
[0012]保溫步驟:保溫0.5-4h;
[0013]退火步驟:將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料冷卻至100°C以下，出爐。
[0014]本發明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，在所述加熱步驟之前還包括對所述低碳鋼軟磁材料進行預處理，所述預處理包括對所述低碳鋼軟磁材料進行沖壓成型。
[0015]本發明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，
[0016]所述加熱步驟中，將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料升溫至700-800°C。
[0017]本發明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，所述保溫步驟中，保溫時間為2-4h0
[0018]本發明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，所述退火步驟包括；
[0019]將保溫后的所述低碳鋼軟磁材料按照設定的冷卻速度冷卻至中間溫度后自然冷卻至100°C以下;所述冷卻速度為50_200°C/h。
[0020]本發明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，所述退火步驟中，冷卻速度為50-135°C/ho
[0021 ]本發明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，所述中間溫度為350_500°C。
[0022]與現有技術相比，本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，具有如下有益效果:
[0023]一、熱處理工藝中，將低碳鋼軟磁材料升溫至600-850°C，并保溫0.5_4h后退火冷卻出爐，通過優化該熱處理工藝，改善低碳鋼低碳鋼軟磁材料內部的晶粒尺寸、晶粒取向、晶體缺陷、參雜物等因素來改善其磁導率、矯頑力等磁性能。通過本發明提供的熱處理工藝，可以使磁碗使用的低碳鋼低碳鋼軟磁材料的磁導率與原材料相比提升近5倍，矯頑力也下降近5倍，因此，能極大的提升揚聲器BL值，并降低揚聲器的漏磁。
[0024]二、熱處理工藝中，退火工藝中冷卻速度對低碳鋼軟磁材料的磁性能具有一定的影響，通過限定其冷卻速度為50_200°C/h，進一步提高低碳鋼軟磁材料的磁性能。
【附圖說明】
[0025]圖1為dmsp0916d揚聲器產品進行BL仿真測試得到的不同磁導率下的BL曲線圖；
[0026]圖2為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法的流程示意圖；
[0027]圖3為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的熱處理溫度對磁導率影響的折線圖；
[0028]圖4為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的熱處理溫度對矯頑力影響的折線圖；
[0029]圖5為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的保溫時間對磁導率影響的折線圖；
[0030]圖6為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的保溫時間對矯頑力影響的折線圖；
[0031]圖7為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的冷卻速度條件對磁導率影響的折線圖；
[0032]圖8為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的冷卻速度條件對矯頑力影響的折線圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明。
[0034]實施例1
[0035]請參閱圖2，為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法的流程示意圖。一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，包括如下步驟:
[0036]步驟S1:加熱
[0037]將低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內，升溫至600_850°C，其中，所述低碳鋼軟磁材料的牌號為SPCD低碳鋼，具體表示沖壓用冷乳碳素鋼薄板或鋼帶；
[0038]步驟S2:保溫
[0039]保溫時間為2h;
[0040]步驟S3:退火
[0041 ]將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料采用隨爐冷的方式冷卻至100°C以下，出爐。
[0042]優選的，在所述加熱步驟之前還包括對所述低碳鋼軟磁材料進行預處理，所述預處理包括對所述低碳鋼軟磁材料進行沖壓成型，例如沖壓成揚聲器的磁碗或導磁板的對應形狀。
[0043]本實施例中，分別選擇熱處理溫度為600°C、650°C、700°C、720°C、750°C、800°C、850°C進行熱處理工藝，并將經熱處理工藝后的低碳鋼低碳鋼軟磁材料與未進行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料分別進行磁性能測試，測試結果請參閱圖3、圖4，其中圖3為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的熱處理溫度對磁導率影響的折線圖；圖4為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的熱處理溫度對矯頑力影響的折線圖。折線圖中各點分別表示熱處理溫度為600 0C、650 0C、700 °C、720°C、750°C、800 V、850 °C條件下的磁導率和矯頑力值。
[0044]通過圖3、圖4的數據分析可知，熱處理工藝中熱處理溫度對低碳鋼低碳鋼軟磁材料的磁性能影響較大，隨著熱處理溫度升高其磁導率上升、矯頑力下降，當熱處理溫度為750 °C時出現極值。
[0045]相較于未進行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料，實施例1的磁導率提高1.8-5倍，當加熱溫度為750°C時，磁導率達到最高值，相較于未進行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料，其磁導率提高近5倍；當熱處理溫度大于750°C時，其磁導率下降，且當熱處理溫度為850°(:時，其磁導率值為未進行熱處理工藝條件下的2倍有余。
[0046]相較于為進行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料，實施例1的矯頑力下降1.3-5倍，當加熱溫度為750°C時，矯頑力達到最低值，相較于未進行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料，其矯頑力下降近5倍；同樣，當熱處理溫度大于750°C時，其矯頑力上升，當熱處理溫度為850°C時，其矯頑力較未進行熱處理工藝條件相比降低了近2.5倍。
[0047]由此可知，最優熱處理溫度為750°C。
[0048]實施例2
[0049]—種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，包括如下步驟:
[0050]步驟S1:加熱
[0051 ]將低碳鋼低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內，升溫至750°C ;
[0052]步驟S2:保溫
[0053]保溫時間為0.5-4h;
[0054]步驟S3:退火
[0055]將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料采用隨爐冷的方式冷卻至100°C以下，出爐。
[0056]本實施例中，分別選擇保溫時間為0.5h、Ih、2h、3h、4h進行熱處理工藝，并將經熱處理工藝后的低碳鋼低碳鋼軟磁材料進行磁性能測試，測試結果請參閱圖5、圖6，其中圖5為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的保溫時間對磁導率影響的折線圖；圖6為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的保溫時間對矯頑力影響的折線圖。折線圖中各點分別表示保溫時間為0.511、111、211、311、411條件下的磁導率和矯頑力值。
[0057]通過圖5、圖6的數據分析可知，在一定的熱處理溫度條件下，保溫時間對鋼低碳鋼軟磁材料的磁性能具有較明顯的影響，隨著保溫時間的延長，其磁導率上升、矯頑力下降，當熱處理達到2h后其值趨于穩定，說明最優保溫時間為2h。
[0058]實施例3
[0059]一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，包括如下步驟:
[0060]步驟S1:加熱
[0061 ]將低碳鋼低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內，升溫至750°C ;
[0062]步驟S2:保溫
[0063]保溫時間為2h;
[0064]步驟S3:退火
[0065]將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料在冷卻速度為50°C/h-200°C/h條件下冷卻至100°C以下，出爐。
[0066]本實施例中，分別選擇冷卻速度為50°(:/11、80°(:/11、100°(:/11、135°(:/11、200°(:/11進行熱處理工藝，并將經熱處理工藝后的低碳鋼低碳鋼軟磁材料進行磁性能測試，請參閱圖
7、圖8，其中圖7為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的冷卻速度條件對磁導率影響的折線圖；圖8為本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的冷卻速度條件對矯頑力影響的折線圖。折線圖中的各點分別表示冷卻速度為50°C/h、80°C/h、10(TC/h、135 °C /h、200 °C /h條件下的磁導率和矯頑力值。
[0067]通過圖7、圖8的數據分析可知，熱處理工藝中，冷卻速度對低碳鋼軟磁材料的磁性能具有較大的影響，隨冷卻速度增加，其磁導率下降、矯頑力上升。當冷卻速度為50°C/h時，其磁導率達到最高值，矯頑力達到最低值；當冷卻速度分別為100°C/h和135°C/h時，其磁導率較接近，分別為7.0mH/m和7.25mH/m，但當冷卻速度為200 °C/h時，其磁導率下降較多，為6.25mH/m；
[0068]同理，當冷卻速度為100 °C /h和135 °C /h時，其矯頑力較接近，分別為55A/m和57.5A/m，但當冷卻速度為200°C/h時，其矯頑力上升較多，為63A/m。
[0069]在本發明的進一步優選的實施例中，所述退火步驟包括:將保溫后的所述低碳鋼軟磁材料按照上述設定的冷卻速度冷卻至中間溫度后自然冷卻至100°c以下。優選地，該中間溫度可以是350-500°C。由此可以防止因冷卻過快導致的結晶效果不理想。
[0070]因此，通過上述測試結果可以看出，本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，優選方案為:熱處理時間為750 °C，保溫時間為2h，冷卻速度為50 0C /h。
[0071]與現有技術相比，本發明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，有益效果在于:將低碳鋼低碳鋼軟磁材料升溫至600-850 V，并保溫0.5-4h后退火冷卻出爐，通過優化該熱處理工藝，改善低碳鋼低碳鋼軟磁材料內部的晶粒尺寸、晶粒取向、晶體缺陷、參雜物等因素來改善其磁導率、矯頑力等磁性能。通過本發明提供的熱處理工藝，可以使磁碗使用的低碳鋼低碳鋼軟磁材料的磁導率與原材料相比提升近5倍，矯頑力也下降近5倍，因此，能極大的提升揚聲器BL值，并降低揚聲器的漏磁;同時，退火工藝中冷卻速度對低碳鋼軟磁材料的磁性能具有一定的影響，通過限定其冷卻速度為50-200°C/h，進一步提高低碳鋼軟磁材料的磁性能。
[0072]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，包括如下步驟: 加熱步驟:將所述低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內，升溫至600-850°C ; 保溫步驟:保溫0.5-4h; 退火步驟:將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料冷卻至100°C以下，出爐。2.根據權利要求1所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，在所述加熱步驟之前還包括對所述低碳鋼軟磁材料進行預處理，所述預處理包括對所述低碳鋼軟磁材料進行沖壓成型。3.根據權利要求1所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于， 所述加熱步驟中，將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料升溫至700-800°C。4.根據權利要求1所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，所述保溫步驟中，保溫時間為2-4h。5.根據權利要求1所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，所述退火步驟包括； 將保溫后的所述低碳鋼軟磁材料按照設定的冷卻速度冷卻至中間溫度后自然冷卻至100 °C以下;所述冷卻速度為50-200 °C/h。6.根據權利要求5所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，所述退火步驟中，冷卻速度為50-135°C/h。7.根據權利要求5所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，所述中間溫度為350-500。。。
【文檔編號】H01F1/14GK106086328SQ201610565961
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月18日
【發明人】李犇, 占方偉, 徐萌萌, 汪劍橋
【申請人】瑞聲科技(新加坡)有限公司