一种FeGa磁致伸缩合金丝的制备方法

摘要

一种FeGa磁致伸缩合金丝，其中Ga的原子百分比为15%～30%，余量为Fe，此合金丝直径为0.1～1mm，抗拉强度为400～650MPa，无外应力作用下磁致伸缩应变为80～225ppm。制备步骤包括铸态母合金制备、磁场下合金的定向凝固、磁场下合金热处理、拉拔塑性变形等。本发明充分利用α-Fe相易磁化方向、择优生长方向均为<100>晶体学方向的特性，以磁场作用控制合金凝固和热处理过程，制备获得的FeGa合金丝比现有技术制备的相同Ga含量FeGa合金丝的磁致伸缩应变提高0.9～2.8倍，较相同条件下无磁场作用时FeGa合金丝磁致伸缩应变提高了30%～85%。

主权项

一种FeGa磁致伸缩合金丝的制备方法，其特征在于按以下工艺步骤进行：（1）采用纯度≥99.9wt%的纯Fe与纯度≥99.9wt%的Ga为原料，Ga的原子百分比为15%～30%，余量为Fe，制备铸态FeGa母合金；（2）将制备的铸态FeGa母合金置于0.01～20T稳恒磁场中，升温到1400～1550℃，保温0.5～2小时后，在温度梯度为10～50℃/mm、抽拉速率为0.01～20mm/s的条件下使铸态FeGa母合金定向凝固；（3）将磁场下定向凝固的FeGa合金置于0.01～20T磁场中，在温度为1000～1100℃条件下，保温0.5～24小时后，以0.5～5℃/分的冷却速率冷却至750℃～850℃，保温0.5～24小时，然后淬水或随炉冷却至室温；（4）将步骤（3）经磁场热处理后的FeGa合金在700℃～800℃进行总减面率为0.3～0.5的热锻；（5）将热锻后的FeGa合金进行总减面率为0.2～0.4的室温拉拔大塑性变形；（6）将大塑性变形后获得的FeGa材料，置于0.01～20T的磁场中，在500℃～650℃的温度条件下，保温1～12小时后，随炉冷却至室温；（7）将步骤（6）热处理后的FeGa合金，进行总减面率为0.1～0.3的室温再次拉拔大塑性变形；最后，（8）将步骤（7）经过再次拉拔大塑性变形直径为0.1～1mm的合金丝，置于0.01～20T的磁场中，在450℃～600℃温度条件下，保温1～12小时后，最后淬水冷却至室温；所得FeGa磁致伸缩合金丝中Ga的原子百分比为15%～30%，余量为Fe，FeGa磁致伸缩合金丝直径为0.1～1mm，抗拉强度为400～650MPa，无外应力作用下磁致伸缩应变为80～225ppm。