一種涂料用鈷鐵基合金磁粉材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種涂料用鈷鐵基合金磁粉材料及制備方法，該材料具有高的阻抗變化率。該制備方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。該材料中成分的重量百分含量為：Ho0.3％～0.5％，Pm0.01％～0.03％，B4％～5％，Sr0.1％～0.5％，S0.4％～0.6％，Pb6％～9％，Si18％～20％，F(xiàn)e30％～34％，其余為Co。
【專利說(shuō)明】一種涂料用鈷鐵基合金磁粉材料及制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種涂料用巨磁阻抗變化率鈷鐵基合金磁粉材料及制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
CN200910153905.1號(hào)申請(qǐng)公開(kāi)了一種鈷基非晶合金絲及其制備方法，該合金的分子式為 CoaFebBcSidNbe,其中 a = 60 ?70%，b = 2 ?10%，c = 15 ?25%，d = 3 ?6%，e=2?6%，且a+b+c+d+e = 100%，其制備方法是采用玻璃包覆紡絲法，制備出的鈷基非晶絲材料具有優(yōu)異的軟磁性能和力學(xué)性能的同時(shí)，還具有很高巨磁阻抗變化率和磁場(chǎng)靈敏度。最大阻抗變化率Λ Z/Z為388-472%。但是該的材料阻抗變化率偏低。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)缺陷，提供一種涂料用鈷鐵基合金磁粉材料，該材料具有高的阻抗變化率。
[0004]本發(fā)明的另一目的是提供上述材料制備方法，該制備方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種涂料用鈷鐵基合金磁粉材料，該材料中成分的重量百分含量為=Ho 0.3%?0.5%, Pm 0.01%?0.03%，B 4%?5%，Sr 0.1 %?0.5%，S 0.4%?0.6%，Pb 6%?9%, Si 18%?20%，F(xiàn)e 30%?34%，其余為 Co。
[0006]上述材料的制備方法包括以下步驟:
O首先按照上述成分進(jìn)行配料，原料Ho、Pm、Sr、S、Pb、S1、Fe、Co的純度均大于99.9%；B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1550?1570°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1560?1580°C ;重熔管式坩堝底部設(shè)有通孔；重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門(mén)連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.5?1.8個(gè)大氣壓;
3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上，當(dāng)母合金熔化后，打開(kāi)重熔管式坩堝上部閥門(mén)，熔融母合金在氮?dú)鈮浩认聫嫩釄宓撞客字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪，形成連續(xù)的合金帶；
4)然后將合金帶置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_(kāi)196°C，保溫25?30分鐘；取出放于室溫條件下靜置I?2小時(shí)；再于550?580°C條件下，保溫2?4小時(shí)后取出，自然冷卻至室溫后置于球磨機(jī)中研磨成細(xì)粉，即得到鈷鐵基合金磁粉材料。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于:
步驟2)中重熔管式坩堝內(nèi)徑為12?14mm，高度為250?280mm，坩堝底部設(shè)有孔徑為I?1.5mm的通孔。
[0008]步驟3)中重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上I?3mm處。
[0009]步驟3)中成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為24?25m/s ;所得合金帶的厚度為250?300 μ m,寬度為4?6mm。
[0010]步驟4)中球磨機(jī)中研磨到5?10微米的細(xì)粉。
[0011]本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明合金采用Ho和B共同作用可提高材料非晶形成能力。Pb、Pm、Sr和Si共同作用可改善合金鐵磁性能。同時(shí)加入Pb、Ho、Pm和S能提高巨磁阻抗變化率。Ho、B、S和Co形成得化合物可以阻止熱處理中材料晶粒的長(zhǎng)大。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:所得產(chǎn)品具有優(yōu)異軟磁性能、良好的機(jī)械性能和細(xì)晶形成能力。本發(fā)明制備中沒(méi)有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低；另外合金經(jīng)過(guò)較為快速冷卻，保證了合金成分、組織和性能的均勻性，因此也就保證了合金的質(zhì)量。本發(fā)明合金在凝固中采用快速冷卻、低溫深冷、熱處理和合金化結(jié)合的方式，既有效降低合金中的相尺寸，保證化學(xué)成分的均勻分布，保證了合金的磁性能，也通過(guò)梯度處理大大降低了快速冷卻造成的內(nèi)應(yīng)力，也保證了合金的力學(xué)性能。該合金制備工藝簡(jiǎn)便，過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)的合金具有良好的性能，非常便于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0013]本發(fā)明制備的材料可以應(yīng)用于能廣泛應(yīng)用于交流傳感器技術(shù)、磁敏傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】以及各種電磁屏蔽、反輻射的涂料。
[0014]本發(fā)明的鈷鐵基合金磁粉材料性能見(jiàn)表I。
[0015]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一制備的涂料用鈷鐵基合金磁粉材料組織圖。
[0016]由圖1可見(jiàn)，該組織均勻致密。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例一:
本發(fā)明涂料用鈷鐵基合金磁粉材料的制備方法包括以下步驟:該材料的組織特點(diǎn)為微晶，晶粒尺度為0.5?I微米，磁粉顆粒的尺寸為5?10微米。
[0018]I)首先各成份按照重量百分含量為:Ho 0.3% ,Pm 0.01% ,B 4%，Sr 0.1%, S0.4%, Pb 6%, Si 18%, Fe 30%，其余為 Co 進(jìn)行配料，原料 Ho、Pm、Sr、S、Pb、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1550°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1560°C;重熔管式坩堝內(nèi)徑為12mm，高度為250mm，坩堝底部設(shè)有孔徑為Imm的通孔。重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門(mén)連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.5個(gè)大氣壓；
3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上2mm處，當(dāng)母合金熔化后，打開(kāi)重熔管式坩堝上部閥門(mén)，熔融母合金在氮?dú)鈮浩认聫嫩釄宓撞客字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪，形成連續(xù)的合金帶；成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為24m/s，所得合金帶的厚度為250?300 μ m，寬度為4?6_。
[0019]4)然后將合金帶置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_(kāi)196°C，保溫25分鐘；取出放于室溫條件下靜置I小時(shí)；再于550°C條件下，保溫2小時(shí)后取出，自然冷卻至室溫后置于球磨機(jī)中研磨到5?10微米的顆粒，即得到鈷鐵基合金磁粉材料。
[0020]實(shí)施例二:
本發(fā)明涂料用鈷鐵基合金磁粉材料的制備方法包括以下步驟:該材料的組織特點(diǎn)為微晶，晶粒尺度為0.5?I微米，磁粉顆粒的尺寸為5?10微米。
[0021]I)首先各成份按照重量百分含量為:Ho 0.5% , Pm 0.03% ,B 5% , Sr 0.5%,S0.6%, Pb 9%, Si 20%, Fe 34% ,其余為 Co 進(jìn)行配料，原料 Ho、Pm、Sr、S、Pb、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1570°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1580°C ;重熔管式坩堝內(nèi)徑為14_，高度為280mm，坩堝底部設(shè)有孔徑為1.5mm的通孔。重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門(mén)連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.8個(gè)大氣壓；
3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上3mm處，當(dāng)母合金熔化后，打開(kāi)重熔管式坩堝上部閥門(mén)，熔融母合金在氮?dú)鈮浩认聫嫩釄宓撞客字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪，形成連續(xù)的合金帶；成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為25m/s，所得合金帶的厚度為250?300 μ m，寬度為4?6mm。
[0022]4)然后將合金帶置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_(kāi)196°C，保溫30分鐘；取出放于室溫條件下靜置2小時(shí)；再于580°C條件下，保溫4小時(shí)后取出，自然冷卻至室溫后置于球磨機(jī)中研磨到5?10微米的顆粒，即得到鈷鐵基合金磁粉材料。
[0023]實(shí)施例三:
本發(fā)明涂料用鈷鐵基合金磁粉材料的制備方法包括以下步驟:該材料的組織特點(diǎn)為微晶，晶粒尺度為0.5?I微米，磁粉顆粒的尺寸為5?10微米。
[0024]I)首先各成份按照重量百分含量為:Ho 0.4% , Pm 0.02% ,B 4.5% , Sr 0.3%, S 0.5%, Pb 8%, Si 19%, Fe 32% ,其余為 Co 進(jìn)行配料，原料 Ho、Pm、Sr、S、Pb、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1560°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1570°C;重熔管式坩堝內(nèi)徑為13mm，高度為260mm，坩堝底部設(shè)有孔徑為1.2mm的通孔。重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門(mén)連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.6個(gè)大氣壓；
3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上3mm處，當(dāng)母合金熔化后，打開(kāi)重熔管式坩堝上部閥門(mén)，熔融母合金在氮?dú)鈮浩认聫嫩釄宓撞客字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪，形成連續(xù)的合金帶；成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為25m/s，所得合金帶的厚度為250?300 μ m，寬度為4?6_。
[0025]4)然后將合金帶置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_(kāi)196°C，保溫30分鐘；取出放于室溫條件下靜置2小時(shí)；再于570°C條件下，保溫3小時(shí)后取出，自然冷卻至室溫后置于球磨機(jī)中研磨到5?10微米的顆粒，即得到鈷鐵基合金磁粉材料。
[0026]實(shí)施例四:(成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)方案內(nèi))
鈷鐵基合金磁粉材料各成份按重量百分比=Ho 0.2% , Pm 0.003% ,B 3% , Sr
0.05%, S 0.3%, Pb 4%, Si 17%, Fe 29%，其余為Co進(jìn)行配料，制備過(guò)程同實(shí)施例一。
[0027]實(shí)施例五:(成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)方案內(nèi))
鈷鐵基合金磁粉材料各成份按重量百分比:Ho 0.6%，Pm 0.04%, B 6%, Sr 0.6%,S 0.7%，Pb 10%, Si 21%, Fe 35% ,其余為Co進(jìn)行配料，制備過(guò)程同實(shí)施例一。
[0028]表I
【權(quán)利要求】
1.一種涂料用鈷鐵基合金磁粉材料，其特征是:該材料中成分的重量百分含量為:Ho0.3%~0.5%，Pm 0.01%~0.03%，B 4%~5%，Sr 0.1%~0.5%，S 0.4%~0.6%，Pb 6%~9%，Si 18%~20%，F(xiàn)e 30%~34%，其余為 Co。
2.權(quán)利要求1所述材料的制備方法，其特征是:具體包括以下步驟: 1)首先按照上述成分進(jìn)行配料，原料Ho、Pm、Sr、S、Pb、S1、Fe、Co的純度均大于99.9%;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入； 2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1550~1570°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1560~1580°C ;重熔管式坩堝底部設(shè)有通孔；重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門(mén)連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.5~1.8個(gè)大氣壓; 3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上，當(dāng)母合金熔化后，打開(kāi)重熔管式坩堝上部閥門(mén)，熔融母合金在氮?dú)鈮浩认聫嫩釄宓撞客字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪，形成連續(xù)的合金帶； 4)然后將合金帶置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_(kāi)196°C，保溫25~30分鐘；取出放于室溫條件下靜置1~2小時(shí)；再于550~580°C條件下，保溫2~4小時(shí)后取出，自然冷卻至室溫后置于球磨機(jī)中研磨成細(xì)粉，即得到鈷鐵基合金磁粉材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述材料的制備方法，其特征是:步驟2)中重熔管式坩堝內(nèi)徑為12~14mm,高度為250~280mm, ?甘禍底部設(shè)有孔徑為1~1.5mm的通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述材料的制備方法，其特征是:步驟3)中重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上1~3mm處。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述材料的制備方法，其特征是:步驟3)中成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為24~25m/s ;所得合金帶的厚度為250~300 μ m,寬度為4~6_。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述材料的制備方法，其特征是:步驟4)中球磨機(jī)中研磨到5~10微米的細(xì)粉。
【文檔編號(hào)】B22F9/04GK103785827SQ201410075573
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】張群, 王玲, 趙浩峰, 徐小雪, 何曉蕾, 王冰, 鄭澤昌, 陸陽(yáng)平, 趙圣哲, 張仕昭, 宋超, 邱奕婷, 趙佳玉, 王易秋, 熊俊 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)