1J79软磁合金磁头制品水浸锈蚀分析
摘要：客户在使用1J79软磁合金带材加工成磁头后，用清水浸泡一段时间，再晾干观察表面有无锈蚀出现。如有，即判为不合格品出现锈蚀的磁头约占总量的10％左右。为此，文章就这一现象进行了模拟实验及观察分析。结果显示，部分磁头浸水后出现的锈蚀为“缝隙腐蚀”。可能的原因是，当金属材料之间形成了25～100um的缝隙时，使缝隙内溶液中的与腐蚀有关的物质迁移困难，从而引起缝隙内金属的腐蚀，即形成了缝隙腐蚀。理论证明，几乎所有的金属都有可能发生缝隙腐蚀。当多个磁头在自然堆积时，必然会有一部分磁头的局部接触距离达到发生“缝隙腐蚀”的条件而出现锈斑。这是金属材料的特性所决定的，是材料在特定环境下的一种正常表现形式，且有着必然性，和材料本身质量无关。
关键：1J79软磁合金，磁头制品，水浸，缝隙腐蚀，用户
1.J79的介绍
1J79是一种高性能的软磁合金，也称为Permalloy80合金。它主要由铁（Fe）和镍（Ni）组成，具有非常高的磁导率和低的磁滞损耗，是一种优异的磁性材料。本文将详细介绍1J79软磁合金的性能和应用。
1J79合金的最大特点是具有非常高的磁导率。它的磁导率约为1.2×10^6H/m，这种特性使得它在磁场传感器、磁头、变压器等领域中具有非常广泛的应用。此外，1J79合金还具有低的磁滞损耗，这使得它在高频应用中具有优异的性能。
1J79合金具有非常好的磁性能。在室温下，1J79合金的饱和磁感应强度约为0.8T，磁滞损耗约为0.5W/kg。同时，1J79合金还具有较高的电阻率，这使得它在电磁干扰环境中具有较好的抗干扰能力。
除了磁性能外，1J79合金还具有良好的机械性能和加工性能。它具有较高的强度和韧性，可通过冷加工和热加工进行加工和成形。此外，1J79合金还具有良好的耐腐蚀性能，在常温下能够耐受多种酸和碱的侵蚀。
下表列出了1J79软磁合金的主要物理和机械参数：
1J79合金的应用非常广泛，特别是在磁传感器和磁头等领域中得到了广泛应用。在这些领域中，1J79合金主要用于制作高精度的传感器和磁头，以实现高精度的测量和数据读取。
除了磁传感器和磁头外，1J79合金还广泛用于电动机和变压器等领域。在这些领域中，1J79合金主要用于制作高性能的磁芯，以实现高效的能量转换和传输。此外，1J79合金还用于制作高频电感器和储能器等电子元件。
总的来说，1J79软磁合金是一种优异的磁性材料，具有非常高的磁导率和低的磁滞损耗。它在磁传感器、磁头、电动机、变压器等领域中得到了广泛应用，并为这些领域的发展提供了有力支持。
金属功能材料是先进材料的重要组成部分。金属功能材料可细分为软磁合金，硬磁合金，弹性合金以及膨胀合金等。某公司在使用1J79软磁合金带材制作成磁头后，常用水浸的方法对制成品进行检测。具体程序为：将制作完成的成品磁头(数量大致为数百个)堆积置一合适的容器中，注入自来水至完全浸没磁头，浸泡一段时间后取出晾干，逐一检查，如发现表面出现锈斑即判定为不合格品。据用户报告，发生锈蚀制品的百分比大致在10％左右。导致部分零件发生锈蚀的原因和机理很少有人进行深入的分析研究。究竟是材料本身质量所致还是采用的检验方法不当所致，亦或是其它原因不得而知。另外，水浸检验方法是某公司在该行业自发流传的一种“土办法”，即不是国家标准，其科学性也存在疑问
2分析与讨论
金属材料在加工、使用过程中，由于周围环境的影响会遭到不同形式的破坏如断裂、磨损和腐蚀。通过试验，从已知的结果可以确定，1J79合金磁头制品表面出现的锈蚀现象属于“腐蚀”范畴。
腐蚀是指材料在其周围环境的作用下引起的破坏或变质现象。金属腐蚀的定义为：金属与周围环境(介质)之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。腐蚀的分类有多种，如按腐蚀环境分类、按腐蚀机理分类、按腐蚀形态分类等。在对腐蚀现象研究时，一般先从腐蚀形态入手，再进一步地分析腐蚀机理等，因为“腐蚀形态”最容易识别和判断。
腐蚀形态的分类有全面腐蚀和局部腐蚀两种，这两种形态的表征用肉眼即可识别。从对1J79合金样品的观察可以判定，样品的腐蚀属于“局部腐蚀”类型。
局部腐蚀是相对全面腐蚀而言，特点是腐蚀仅局限或集中在材料的某一个特定部位。局部腐蚀的破坏形式较多，有电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶问腐蚀、剥蚀、选择性腐蚀以及丝状腐蚀等。
产生这些局部腐蚀的原因众多，既有外界环境的因素，又有材料本身的原因，还有这两种因素综合产生的作用而导致的。从1J79合金样品的表现形式和发生腐蚀的环境分析，基本排除“电偶腐蚀”、“剥蚀”和“丝状腐蚀”的可能。
通过对1J79合金磁头样品的非金属夹杂物的观察，夹杂物的数量、分布、及形态均不可能造成样品浸在清水中发生锈蚀，故此，排除由于夹杂物的聚集引起“点蚀”的可能。
同样，通过对磁头样品的组织观察可以看出，样品晶界致密，没有晶间腐蚀倾向及其它晶界缺陷。从而可以排除晶间腐蚀的可能。同时，样品为单相奥氏体，没有其它的析出相，所以也可以排除选择性腐蚀的可能。
依据试验结果，基本排除了电偶腐蚀、点蚀、晶问腐蚀、剥蚀、选择性腐蚀以及丝状腐蚀的可能。结合观察到的现象，可以进一步地判断磁头制品的腐蚀现象属于缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀是指由于结构或其它原因，当金属材料之间形成25～100gm的缝隙时，由于此种缝隙的存在，使缝隙内溶液中的与腐蚀有关的物质(如氧或某些阻蚀性物质)迁移困难，从而引起缝隙内金属的腐蚀，这种现象叫做缝隙腐蚀。
2．1缝隙腐蚀产生的条件
缝隙腐蚀是一种很普遍的局部腐蚀现象。不论是同种或异种金属相接触，如铆接、焊接、螺纹连接等，均会引起缝隙腐蚀。即使是金属同非金属(如塑料、橡胶、玻璃、木材、石棉、织物以及各种法兰盘之间的衬垫等)相接触也会引起金属的缝隙腐蚀。图l5。
图l5是金属样品在玻璃烧杯底部留下的缝隙腐蚀痕迹。甚至金属表面的一些沉积物、附着物，如灰尘、砂砾、腐蚀产物的沉积等也会给缝隙腐蚀创造条件。几乎所有的金属、所有的腐蚀性介质都有可能引起金属的缝隙蚀，其中以CI-的溶液最容易发生此类腐蚀。
2．2缝隙腐蚀的机理
关于缝隙腐蚀的机理已经有一些理论。目前，普遍为大家所接受的缝隙腐蚀机理是氧浓度差电池(图a)与闭塞电池自催化效应(图b)共同作用的结果。原理见图16所示。
任缝隙腐蚀的初期，阳极溶解和阴极还原是在包括缝隙内部的整个金属表面上均匀进行的，但缝隙内的O在孕育期就消耗殆尽了，致使缝隙内溶液中的氧要靠扩散补充，但氧扩散到缝隙深处很困难，从而终止了缝隙内氧的阴极还原反应，使缝隙内金属表面和缝隙外自由暴露表面之间组成宏观电池。缺乏氧的区域(缝隙内)电势较低成为阳极区，氧易到达的区域(缝隙外)电势较高成为阴极区。结果是，缝隙内金属溶解，金属阳离子不断增多，这就吸引缝隙外溶液中的负离子(如C1-)移向缝隙内以维持电荷平衡。原理见图17所示。
所生成的金属氯化物在水中水解成不溶的金属氢氧化物和游离酸。结果使缝隙内pH值下降，这样C广和低pH值共同加速了缝隙腐蚀。缝隙腐蚀的速率和深度与缝隙大小关系密切，一般地，缝隙愈窄，愈容易发生缝隙腐蚀。
3. 综合分析
理论及实践证明，几乎所有的金属、所有的腐蚀性介质都有可能引起金属的缝隙腐蚀。但在本次试验研究中对其它材料进行同样条件下的试验时，发现有的样品表面出现了锈蚀，而有的样品没有出现锈蚀。进一步的分析，这种现象可能是由以下两个原造成的：
(1) 本次试验的目的是为了重现实际工艺条件下发申缝隙腐蚀的现象，以便于对现象的研究分析。所以，采用的试验条件与真正意义上检验材料抗缝隙腐蚀能力的条件有区别。例如，在GB／T10127．2002《不锈钢三氯化铁缝隙腐蚀试验方法》中规定，试验溶液为盐酸、三氯化铁水溶液，其试验温度分别为22℃、35℃和55℃。显然与本试验的溶液为清水、试验温度为室温的差别是明显的。
(2) 不同成分的金属材料耐缝隙腐蚀的力能是小一样的。一般的认为，Cr、Mo含量高的合金，其抗缝隙腐蚀的能力要强一些。
综上所述，如果采用相应的试验标准来对本试验的所有样品进行检验，结果应该是都会发生缝隙腐蚀的，只是程度轻重不一而已。
从本次试验的结果来看，在同一条件下，北冶公司牌号为BYPI2、BYP27带材的缝隙腐蚀倾向最为严重，同样地，1J79、1J85次之，35#等则没有出现腐蚀倾向，这个结果只是可以说明，材料成分对材料在清水中抗缝隙腐蚀的影响程度，同时还可以对可能出现的相关事件提供参考。
但特别值得关注的是1J77合金带材没有出现锈斑，而在实际应用时，客户同样也反映1J77合金较1J79合金出现锈斑的几率要低很多。这和1J77合金成分中含有铜的成分有关。理论上，含有铜的合金有较好的抗缝隙腐蚀性能。
4. 结论
(1)1J79合金磁头制品经水浸后，部分磁头表面局部出现的锈斑为“缝隙腐蚀”现象。
(2)1J79软磁合金带材在冲压成型过程中，其表面的钝化膜在与模具腔膛摩擦时被破坏，当多个磁头在自然堆积时，必然会有一部分磁头的局部接触距离达到发生“缝隙腐蚀”的条件，从而导致这些磁头制品在水中浸泡较短时间内就出现了锈斑。这是金属材料的特性所决定的，是材料在特定环境下的一种正常表现形式，且有着必然性，和材料本身质量无关。
(3)采用磁头水浸后有无锈斑的出现来评定材料的好坏或合格与否是用户自创的“土法”经验法，不能用来作为评判材料品质的科学标准。