一種低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金及其制備方法，該軟磁合金的分子式為FeaSibBcMdCueNbfM’g，其中M為Al或Zn，M’選自Y、Gd或Er中的一種或幾種，a、b、c、d、e、f、g為質(zhì)量百分比，取值范圍分別為：79≤a≤88.5，8≤b≤11，0.05≤c≤2，0.8≤d≤1.5，0.7≤e≤2.5，2≤f≤4，0.008≤g≤0.02。該軟磁合金在兼具高磁導(dǎo)率、高Bs、低矯頑力和低損耗的基礎(chǔ)上，通過采用廉價(jià)的Al或Zn部分取代銅、降低Nb的含量和摻雜微量稀土金屬來降低生產(chǎn)成本，通過本發(fā)明公開的工藝簡單的制備方法得到低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金。
【專利說明】
一種低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于軟磁合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟磁材料是一種常用的功能材料，在電力、電機(jī)和電子等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。19世紀(jì)以來，軟磁合金得到了長足的發(fā)展，先后產(chǎn)生了電工純鐵、硅鋼、坡莫合金、鐵鋁合金、鐵硅鋁合金、鐵鈷合金、軟磁鐵氧體及Fe基非晶納米晶軟磁合金等一系列的軟磁合金。
[0003]鐵基非晶納米晶軟磁合金具有高電阻、高磁導(dǎo)率、低鐵損及較高的飽和磁通密度，自1988年日本日立Yoshizawa等人發(fā)現(xiàn)Finemet軟磁合金以來，鐵基納米晶軟磁合金得到了廣泛的關(guān)注，特別是Finemet合金以其優(yōu)異的軟磁綜合性能、較低的工業(yè)成本、簡單的制備條件，使其在電子電工行業(yè)內(nèi)得到了一定的應(yīng)用。然而這種鐵基非晶納米晶軟磁合金與工業(yè)上常用的硅鋼相比，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs上仍有很大差距，因此，需要制備出具有高飽和磁通密度的納米晶軟磁合金才能進(jìn)一步滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。
[0004]近幾年來，先后發(fā)現(xiàn)了Fe-S1-B-P-Cu和Fe-S1-B-C-Cu的軟磁納米晶軟磁合金，其飽和磁通密度可達(dá)到1.8T，極大程度的提高納米晶軟磁合金的飽和磁通密度，但是，這種合金中Fe的含量較高，非晶形成能力較弱，制備條件要求苛刻，使得甩帶時(shí)銅輥轉(zhuǎn)速較高，且對原料的純度要求較高，這就影響了其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。有研究表明，用Nb取代Fe-S1-B-P-Cu中的P，可以避免P在生產(chǎn)過程中的迸濺，提高產(chǎn)品性能的一致性，同時(shí)添加Nb后可以提高合金的抗氧化性、提高合金非晶形成能力和細(xì)化晶粒。但是Nb的價(jià)格較為昂貴，存在原材料成本高的問題，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。CN103924169A報(bào)道了在Fe-S1-B-P-Cu-Nb合金基礎(chǔ)上降低Nb的含量并摻雜微量的稀土釔進(jìn)行改性，以降低生產(chǎn)成本，同時(shí)納米晶合金產(chǎn)品具有優(yōu)異的導(dǎo)磁率和低矯頑力，但是其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs(H=5A/m時(shí))只大于1.0T左右，仍需進(jìn)一步提尚O
[0005]由此可見，開發(fā)一種容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的高導(dǎo)磁納米晶軟磁合金，對于納米晶軟磁合金的開發(fā)和應(yīng)用具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種具有成分設(shè)計(jì)合理，稀土元素含量較低，制備處理工藝簡單和產(chǎn)品具有高導(dǎo)磁的鐵基非晶納米晶軟磁合金;本發(fā)明的另一目的在于提出具有上述性質(zhì)的納米晶軟磁合金的制備方法。
[0007]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述的第一目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金，分子式為FeaSibBcMdCueNbfM’g，其中M為Al或Zn，M’選自Y、Gd或Er中的一種或幾種，a、b、c、d、e、f、g為質(zhì)量百分比，取值范圍分另0為:79<&<88.5，8<13< ll,0.05<c<2,0..8<d<1.5,0.7<e<2.5,2<f<4,0.008<g<0.02。
[0009]作為優(yōu)選，所述軟磁合金的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為1.632?1.74T。
[0010]作為優(yōu)選，所述軟磁合金的納米晶結(jié)構(gòu)包括非晶基體和納米晶粒相，所述的納米晶粒相為體心立方的α-Fe，其平均晶粒尺寸小于15nm，其中優(yōu)選晶粒尺寸為Ilnm0
[0011]作為本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明還提供了上述低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金的制備方法，包括以下步驟:
[0012](I)原材料配比:將純鐵、多晶硅、硼鐵、純銅、純鋁或純鋅、鈮鐵、稀土金屬中的Y、Gd和/或Er按照所述軟磁合金分子式中各元素的質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，得到母合金原料；
[0013](2)母合金原料熔煉:將配比好的母合金原料依次按照少量純鐵和鈮鐵、少量硼鐵和少量純鐵、銅和鋁或銅和鋅、稀土元素中的Y、Gd和/或Er、少量硼鐵和少量純鐵、多晶硅、和余量純鐵的順序在中頻熔煉爐中從底部到上部疊放，加入中頻熔煉爐內(nèi)在大氣環(huán)境下進(jìn)行熔煉，中頻熔煉爐的起始熔煉功率為35KW，以0.5-2KW/min的速率升至130-140KW，至母合金原料完全熔化，停止加熱，將煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上，5-10min后撈渣，然后將中頻熔煉爐翻轉(zhuǎn)重復(fù)熔煉3-5次，隨后中頻熔煉爐的功率迅速降至起始熔煉功率，合金溶液凝固后得到成分均勻一致的母合金鑄錠；
[0014](3)將步驟(2)得到的母合金鑄錠破碎后加入制帶機(jī)的中頻感應(yīng)加熱熔煉爐內(nèi)重熔，重熔過程中采用煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上防止氧化，撈渣，然后將合金溶液噴敷在快速旋轉(zhuǎn)的銅錕上，以106°C/s的冷卻速率快速冷卻甩帶制得非晶合金薄帶；
[0015](4)將非晶合金薄帶放入退火爐中進(jìn)行晶化退火處理，冷卻至室溫后既得產(chǎn)品。
[0016]步驟(2)或步驟(3)所述熔煉的過程中均采用煉鋼造渣劑覆蓋進(jìn)行保護(hù)。在熔煉過程中，有些元素如Y等容易被氧化，因此很多非晶合金的熔煉都是在真空環(huán)境中進(jìn)行，增加了工藝難度，本發(fā)明采用煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的母合金溶液上，在大氣環(huán)境中即可實(shí)現(xiàn)防止氧化的目的，將煉鋼造渣劑覆蓋5-10min后即可撈渣。
[0017]步驟(2)所述的反復(fù)熔煉的次數(shù)為3-5次，每次熔煉的時(shí)間為45-60min，其中優(yōu)選熔煉4次。
[0018]作為優(yōu)選，所述步驟(3)中的非晶合金薄帶的寬度為10±1mm，厚度為36±1μηι。本發(fā)明的合金成分中所含的微量稀土元素如Y，可以增強(qiáng)合金材料的韌性，增加鋼水的流動性。
[0019]作為優(yōu)選，所述步驟(4)中的晶化退火處理的條件為:惰性氣體氣氛等溫退火或者氫氣還原氣氛等溫退火。在通入惰性氣體或氫氣前，退火爐內(nèi)真空度抽至I X 1-3Pa，通入惰性氣體或氫氣，退火爐內(nèi)的壓力為0.02-0.05MPa。
[0020]作為優(yōu)選，所述等溫退火的溫度為500-550°C，時(shí)間為0.5_2h。退火后快速淬冷至200 °C以下出爐風(fēng)冷至室溫。
[0021]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022](I)本發(fā)明的鐵基非晶納米晶軟磁合金是在Fe-S1-B_Cu_Nb五兀素基礎(chǔ)上，添加了價(jià)廉的Al或Zn與Cu協(xié)同作用為納米晶核提供位置，微量稀土元素的加入與少量Nb作用進(jìn)一步提高納米晶的晶化溫度，提高軟磁合金非晶形成能力，同時(shí)在納米晶形成過程中抑制晶粒長大，細(xì)化了晶粒，通過合理的成分設(shè)計(jì)，所得到的產(chǎn)品具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、低矯頑力和高磁導(dǎo)率；
[0023](2)本發(fā)明降低了價(jià)格昂貴的Nb和稀土元素含量，原料成本降低，制備工藝條件簡單，所制得的產(chǎn)品性能一致性優(yōu)異；
[0024](3)本發(fā)明采用超急冷技術(shù)，生產(chǎn)工序短、生產(chǎn)工藝簡單、與傳統(tǒng)冶金行業(yè)相比實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)節(jié)能化。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步解釋說明。
[0026]實(shí)施例1Fe82Si10B1.0Al1.2Cu2.3Nb3.5Y0.01 的制備
[0027]按照非晶納米晶軟磁合金的分子式?6823；[1()131.(^11.2(^12.3他3.5￥().()1中各兀素的質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，得到母合金原料。將上述配比好的母合金原料在中頻熔煉爐中從底部到上部依次加入少量純鐵和鈮鐵、少量硼鐵和少量純鐵、銅和鋁、Y、少量硼鐵和少量純鐵、多晶硅、和余量純鐵。中頻熔煉爐的起始熔煉功率為35KW，以0.5-2KW/min的速率升至130-140KW，至母合金原料完全熔化，停止加熱，將煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上，5-1Omin后撈渣，然后將中頻熔煉爐翻轉(zhuǎn)重復(fù)熔煉3-5次，隨后中頻熔煉爐的功率迅速降至起始熔煉功率，合金溶液凝固后得到成分均勻一致的母合金鑄錠。
[0028]將母合金鑄錠破碎后，加入制帶機(jī)的中頻感應(yīng)加熱熔煉爐內(nèi)重熔，重熔過程中采用煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上防止氧化，撈渣，然后將合金溶液噴敷在快速旋轉(zhuǎn)的銅錕上，以106 °C/s的冷卻速率快速冷卻用帶制得非晶合金薄帶。隨后將上述合金薄帶放入真空退火爐中，抽真空至I X 10—3Pa，然后充入Ar或N2 0.02-0.05MPa，500°C退火2h，退火后快速猝冷至200°C以下出爐風(fēng)冷至室溫，既得產(chǎn)品。
[0029]所制備的非晶合金薄帶為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，帶材寬度為10±lmm，帶材厚度為36±1μηι，帶材平整光滑邊緣無裂口和毛刺。該合金薄帶經(jīng)晶化退火處理后，非晶相基體中出現(xiàn)了納米晶相，該納米晶相為體心立方的α-Fe，納米晶相的晶粒尺寸在I Inm左右。產(chǎn)品經(jīng)直流磁化特性分析儀測量，磁化曲線呈現(xiàn)典型的納米晶軟磁合金特征，初始磁導(dǎo)率μ Q (H = 0.0 4 A / m時(shí))為14.2萬Gs/Oe，Bs = 1.7IT((H= 5A/m時(shí))，矯頑力出為0.8A/m，采用交流磁化特性分析儀測定該軟磁合金在0.88T、50Hz時(shí)損耗Pq.88/5q為0.037W/kg。
[0030]實(shí)施例SFe82Si1QBLoZnL2Cu2Jbi5Yο.οι的制備
[0031 ] 按照非晶納米晶軟磁合金的分子式Fe82Sii0Bl.0Zn1.2Cu2.3Nb3.5Y 0.Ql中各兀素的質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，得到母合金原料。將上述配比好的母合金原料在中頻熔煉爐中從底部到上部依次加入少量純鐵和銀鐵、少量硼鐵和少量純鐵、銅和鋅、Y、少量硼鐵和少量純鐵、多晶硅、和余量純鐵。中頻熔煉爐的起始熔煉功率為30KW，以0.5-2KW/min的速率升至130-140KW，至母合金原料完全熔化，停止加熱，將煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上，5-1Omin后撈渣，然后將中頻熔煉爐翻轉(zhuǎn)重復(fù)熔煉3-5次，隨后中頻熔煉爐的功率迅速降至起始熔煉功率，合金溶液凝固后得到成分均勻一致的母合金鑄錠。
[0032]將母合金鑄錠破碎后，加入制帶機(jī)的中頻感應(yīng)加熱熔煉爐內(nèi)重熔，重熔過程中采用煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上防止氧化，撈渣，然后將合金溶液噴敷在快速旋轉(zhuǎn)的銅錕上，以106 °C/s的冷卻速率快速冷卻用帶制得非晶合金薄帶。隨后將上述合金薄帶放入真空退火爐中，抽真空至I X 10—3Pa，然后充入H2 0.02-0.0510^，500°(:退火211，退火后快速猝冷至200 °C以下出爐風(fēng)冷至室溫，既得產(chǎn)品。
[0033]所制備的非晶合金薄帶為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，帶材寬度為10±lmm，帶材厚度為36±1μηι，帶材平整光滑邊緣無裂口和毛刺。該合金薄帶經(jīng)晶化退火處理后，非晶相基體中出現(xiàn)了納米晶相，該納米晶相為體心立方的α-Fe，納米晶相的晶粒尺寸在13nm左右。產(chǎn)品經(jīng)直流磁化特性分析儀測量，磁化曲線呈現(xiàn)典型的非晶軟磁合金特征，初始磁導(dǎo)率μο(Η = 0.04A/m時(shí))為13.7萬Gs/Oe，Bs = 1.68T(H = 5A/m時(shí))，矯頑力出為0.9A/m，采用交流磁化特性分析儀測定該軟磁合金在0.88T、50Hz時(shí)損耗Pq.88/5q為0.039W/kg。
[0034]實(shí)施例SFe84Si9B1.0Al1.5Cm.0Nb3.5Υο.οι的制備
[0035]按照非晶納米晶軟磁合金的分子式?684319131.(^11.5(^11.()他3.5￥ 0.Ql中各兀素的質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，得到母合金原料。將上述配比好的母合金原料在中頻熔煉爐中從底部到上部依次加入少量純鐵和銀鐵、少量硼鐵和少量純鐵、銅和招、Y、少量硼鐵和少量純鐵、多晶硅、和余量純鐵。中頻熔煉爐的起始熔煉功率為40KW，以0.5-2Kw/min的速率升至130-140KW，至母合金原料完全熔化，停止加熱，將煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上，5-1Omin后撈渣，然后將中頻熔煉爐翻轉(zhuǎn)重復(fù)熔煉3-5次，隨后中頻熔煉爐的功率迅速降至起始熔煉功率，合金溶液凝固后得到成分均勻一致的母合金鑄錠。
[0036]將母合金鑄錠破碎后，加入制帶機(jī)的中頻感應(yīng)加熱熔煉爐內(nèi)重熔，重熔過程中采用煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上防止氧化，撈渣，然后將合金溶液噴敷在快速旋轉(zhuǎn)的銅錕上，以106 °C/s的冷卻速率快速冷卻用帶制得非晶合金薄帶。隨后將上述合金薄帶放入真空退火爐中，抽真空至I X 10—3Pa，然后充入H20.02-0.05MPa，550°C退火1.5h，退火后快速猝冷至200 °C以下出爐風(fēng)冷至室溫，既得產(chǎn)品。
[0037]所制備的非晶合金薄帶為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，帶材寬度為10±lmm，帶材厚度為36±1μηι，帶材平整光滑邊緣無裂口和毛刺。該合金薄帶經(jīng)晶化退火處理后，非晶相基體中出現(xiàn)了納米晶相，該納米晶相為體心立方的α-Fe，納米晶相的晶粒尺寸在14nm左右。產(chǎn)品經(jīng)直流磁化特性分析儀測量，磁化曲線呈現(xiàn)典型的非晶軟磁合金特征，初始磁導(dǎo)率μο(Η = 0.04A/m時(shí))為14.2萬Gs/Oe，Bs = 1.66T(H = 5A/m時(shí))，矯頑力出為1.0A/m，采用交流磁化特性分析儀測定該軟磁合金在0.88T、50Hz時(shí)損耗Pq.88/5q為0.039W/kg。
[0038]實(shí)施例4Fe8iSi10B2.0Al1.5Cu2.0Nb3.5Y0.0iEr0._的制備
[0039]按照非晶納米晶軟磁合金的分子式？6813；[1()132.(^11.5(^12.()他3.5￥ 0.QlErt).QQ8中各兀素的質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，得到母合金原料。將上述配比好的母合金原料在中頻熔煉爐中從底部到上部依次加入鈮鐵和少量純鐵、少量硼鐵和少量純鐵、銅和鋁、Y和Er、少量硼鐵和少量純鐵、多晶硅、和余量純鐵。中頻熔煉爐的起始熔煉功率為40KW，以0.5-2Kw/min的速率升至130-140KW，至母合金原料完全熔化，停止加熱，將煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上，5-10min后撈渣，然后將中頻熔煉爐翻轉(zhuǎn)重復(fù)熔煉3-5次，隨后中頻熔煉爐的功率迅速降至起始熔煉功率，合金溶液凝固后得到成分均勻一致的母合金鑄錠。
[0040]將母合金鑄錠破碎后，加入制帶機(jī)的中頻感應(yīng)加熱熔煉爐內(nèi)重熔，重熔過程中采用煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上防止氧化，撈渣，然后將合金溶液噴敷在快速旋轉(zhuǎn)的銅錕上，以106 °C/s的冷卻速率快速冷卻用帶制得非晶合金薄帶。隨后將上述合金薄帶放入真空退火爐中，抽真空至I X 10—3Pa，然后充入H20.02-0.05MPa，550°C退火1.5h，退火后快速猝冷至200 °C以下出爐風(fēng)冷至室溫，既得產(chǎn)品。
[0041 ]所制備的非晶合金薄帶為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，帶材寬度為10 土 1mm，帶材厚度為36± Ιμπι，帶材平整光滑邊緣無裂口和毛刺。該合金薄帶經(jīng)晶化退火處理后，非晶相基體中出現(xiàn)了納米晶相，該納米晶相為體心立方的α-Fe，納米晶相的晶粒尺寸在I Inm左右。產(chǎn)品經(jīng)直流磁化特性分析儀測量，磁化曲線呈現(xiàn)典型的非晶軟磁合金特征，初始磁導(dǎo)率μο(Η = 0.04A/m時(shí))為15.3萬Gs/Oe，Bs = 1.74T(H = 5A/m時(shí))，矯頑力出為0.8A/m，采用交流磁化特性分析儀測定該軟磁合金在0.88Τ、50Ηζ時(shí)損耗Pq.88/5q為0.035W/kg。
[0042]對比例IFe84Si9B1.0Cu3.5Nb3.5Yο.οι的制備
[0043]對比例I (Fe84Si9B1.QCu3.5Nb3.5Y ο.ο I )的制備條件基本同實(shí)施例1(Fe82Si1B1.0Al1.2Cu2.3Nb3.5Y ο.οι)，對比例I與實(shí)施例1所不同之處在于:對比例I中用Cu取代實(shí)施例1中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，Cu所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%。
[0044]對比例I所制備的非晶合金薄帶為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，帶材寬度為10±1mm，帶材厚度為36 ± Ιμπι，帶材平整光滑邊緣無裂口和毛刺。該合金薄帶經(jīng)晶化退火處理后，非晶相基體中出現(xiàn)了納米晶相，該納米晶相為體心立方的a_Fe，納米晶相的晶粒尺寸在15nm左右。廣品經(jīng)直流磁化特性分析儀測量，磁化曲線呈現(xiàn)典型的非晶軟磁合金特征，初始磁導(dǎo)率μο(H =
0.044/111時(shí))為12.1萬68/(^，88 = 1.641'(!1 = 54/111時(shí))，矯頑力設(shè)為1.^/111，采用交流磁化特性分析儀測定該軟磁合金在0.88Τ、50Ηζ時(shí)損耗PQ.88/5Q為0.040W/kg。
[0045 ]對比例 2Fe 81S i L.0Al!.5Cu2.0Nb3.5 的制備
[0046]對比例2 ( F e 8! S i ! ο B 2.0 A I!.5 C u 2.ο N b 3.5 )的制備條件基本同實(shí)施例4(Fe8ISi1B2.0A11.5Cu2.0Nb3.sY 0.0iEr0.)，對比例2與實(shí)施例4所不同之處在于:對比例2中所制備的產(chǎn)品不含稀土元素。
[0047]對比例2所制備的非晶合金薄帶為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，帶材寬度為10±1mm，帶材厚度為36 ± Ιμπι，帶材平整光滑邊緣無裂口和毛刺。該合金薄帶經(jīng)晶化退火處理后，非晶相基體中出現(xiàn)了納米晶相，該納米晶相為體心立方的a-Fe，納米晶相的晶粒尺寸在17nm左右。產(chǎn)品經(jīng)直流磁化特性分析儀測量，磁化曲線呈現(xiàn)典型的非晶軟磁合金特征，初始磁導(dǎo)率μο(H =0.04A/m時(shí))為12.7萬Gs/0e，Bs = I.66T(H = 5A/m時(shí))，矯頑力Hc為I.4A/m，采用交流磁化特性分析儀測定該軟磁合金在0.88T、50Hz時(shí)損耗PQ.88/5Q為0.065W/kg。
[0048]以上描述是用于實(shí)施本發(fā)明的一些最佳模式和其他實(shí)施方式，只是對本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思起到說明示例作用，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍內(nèi)，進(jìn)行修改、等同替換或組合，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金，其特征在于:所述軟磁合金的分子式為 FeaSibBcMdCueNbfM’g，其中 M 為 Al或 Zn，M’選自 Y、Gd 或 Er 中的一種或幾種，a、b、c、d、e、f、g 為質(zhì)量百分比，取值范圍分別為:79<a<88.5，8<b< ll，0.05<c<2，0..8<d< 1.5,0.7< e<2.5,2<f< 4,0.008<g< 0.02ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金，其特征在于:所述軟磁合金的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為1.632?1.74T。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金，其特征在于:所述軟磁合金包括非晶基體和納米晶粒相，所述的納米晶粒相為體心立方的α-Fe，其平均晶粒尺寸小于15nm，其中優(yōu)選晶粒尺寸為11nm ο4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)原材料配比:將純鐵、多晶硅、硼鐵、純銅、純鋁或純鋅、鈮鐵、稀土金屬中的Y、Gd和/或Er按照所述軟磁合金分子式中各元素的質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，得到母合金原料； (2)母合金原料熔煉:將配比好的母合金原料依次按照少量純鐵和鈮鐵、少量硼鐵和少量純鐵、銅和招或銅和鋅、稀土元素中的Y、Gd和/或Er、少量硼鐵和少量純鐵、多晶娃、和余量純鐵的順序在中頻熔煉爐中從底部到上部疊放，加入中頻熔煉爐內(nèi)在大氣環(huán)境下進(jìn)行熔煉，中頻熔煉爐的起始熔煉功率為35KW，以0.5-2KW/min的速率升至130-140KW，至母合金原料完全熔化，停止加熱，將煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上，5-10min后撈渣，然后將中頻熔煉爐翻轉(zhuǎn)重復(fù)熔煉3-5次，隨后中頻熔煉爐的功率迅速降至起始熔煉功率，合金溶液凝固后得到成分均勻一致的母合金鑄錠； (3)將步驟(2)得到的母合金鑄錠破碎后加入制帶機(jī)的中頻感應(yīng)加熱熔煉爐內(nèi)重熔，重熔過程中采用煉鋼造渣劑覆蓋在熔融的合金溶液上防止氧化，撈渣，然后將合金溶液噴敷在快速旋轉(zhuǎn)的銅錕上，以106 °C /s的冷卻速率快速冷卻甩帶制得彳^晶合金薄帶； (4)將非晶合金薄帶放入退火爐中進(jìn)行晶化退火處理，冷卻至室溫后既得產(chǎn)品。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中的非晶合金薄帶的寬度為10 ± 0.1mm，厚度為36 ±1μηι。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中的晶化退火處理的條件為:惰性氣體氣氛等溫退火或者氫氣還原氣氛等溫退火。7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的低成本的高導(dǎo)磁鐵基非晶納米晶軟磁合金的制備方法，其特征在于:所述等溫退火的溫度為500-550°C，時(shí)間為0.5-2h。
【文檔編號】H01F1/153GK105861958SQ201610355306
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】陳雨峰, 朱昭峰
【申請人】江蘇奧瑪?shù)滦虏牧峡萍加邢薰?br>