為了提高汽車的安全性和舒適性并降低燃耗,車上多采用電子控制AT、電動轉向裝置、防振破壞系統等電子電磁控制部件。在采用電磁力的部件上,為了提高對控制信號的應答性和能源利用效率,在產生磁場的線圈中裝入了鐵芯材。原來多使用含碳0.10%左右的低C鋼。然而近幾年由于電磁控制技術的進步,要求各部件進一步高性能化并減少電耗。作為可滿足這些要求的鋼材,以下介紹神戶制鋼所開發的純鐵系列軟磁材料。
一、特點
除了材料的磁矩大小之外,軟磁材料的磁特性也由其晶粒尺寸和析出物等金相組織因子所左右。特別是在多晶體的磁特性方面,因晶界和析出物變成了阻止磁疇壁移動的場所,成為降低磁特性的原因。
因此,決定從以下觀點提高ELCH2系列產品的磁特性:
·降低鋼中C含量,使之成為高純鐵素體單相組織而增大磁矩。
·減少鋼中Al、N含量以降低晶界面積,從而減小磁疇壁移動阻力。
·減低鋼中Si含量并實現Mn含量最佳化。提高鋼的冷鍛性、增大S含量以提高鋼的切削性能,從而改善鋼的加工性,以提高部件生產率并降低生產成本。
結果是ELCH2系列產品具有優良磁特性,并兼具良好冷鍛性和易切削性。其代表成分如表1所示。
表1 純鐵系軟磁材料開發鋼的成分 %
性能 | 鋼種 | C | Si | Mn | P | S |
磁特性優先組 | ELCH2 | 0.005 | 0.004 | 0.25 | 0.009 | 0.008 |
切削性改善型 | ELCH2S | 0.005 | 0.004 | 0.26 | 0.010 | 0.025 |
JIS SUY | 0.03以下 | 0.2以下 | 0.5以下 | 0.03以下 | 0.03以下 |
二、用途
ELCH2系列產品實現了電磁控制部件的高性能化和高功能化,是能降低生產成本的軟磁材料。至今為止,首先是將之用作油壓控制螺線管的鐵芯材料,也作為電磁離合器使用,為降低電耗并提高部件生產率作出了大的貢獻。
表2 ELCH2系列的機械性質
鋼號 拉伸強度(MPa) 彈性模量(MPa) 延伸率(%) 斷面收縮(%) |
ELCH2 305 208 38.1 90.1 ELCH2S 306 209 36.7 92.8
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伴隨HEV和EV等新能源汽車的普及,新的電磁控制部件的開發和使用范圍將會進一步擴大,向市場提供省電并降低生產成本的該類產品可以為降低環境負荷作出貢獻。