一種釓摻雜鐵鎳基軟磁材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉一種釓摻雜鐵鎳基軟磁材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟磁材料是開(kāi)發(fā)最早，種類(lèi)最多的一類(lèi)磁性功能材料，要求具有低矯頑力，高磁導(dǎo)率，高飽和磁化強(qiáng)度和低鐵損等磁性能，在電工設(shè)備和電子設(shè)備中具有廣泛的應(yīng)用。對(duì)納米晶軟磁材料研究始于1988年。納米晶軟磁材料是一類(lèi)新型軟磁材料，它是由非晶基體及分布在非晶基體上的納米級(jí)細(xì)小晶粒組成，可以由非晶合金部分晶化得到的。
[0003]非晶態(tài)合金是指材料在凝固過(guò)程中速度極快時(shí)，以致于將材料內(nèi)原子由液體態(tài)凍結(jié)下來(lái)，從而使原子排列具有液體金屬的短程有序、長(zhǎng)程無(wú)序的特征。非晶態(tài)合金在結(jié)構(gòu)上與晶態(tài)固體本質(zhì)的區(qū)別是不存在長(zhǎng)程有序和沒(méi)有平移周期性。鎳基非晶軟磁材料具有較高的磁導(dǎo)率，而且力學(xué)性能優(yōu)異，目前得到了廣泛的應(yīng)用。目前鎳基材料的主要成分為鐵、鎳、鑰和硼，通過(guò)冶煉和噴帶的方式制備成非晶帶材，然后卷繞成鐵芯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種釓摻雜鐵鎳基軟磁材料的制備方法，該方法制備的磁性材料具有高磁導(dǎo)率和高耐腐蝕性等特點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種釓摻雜鐵鎳基軟磁材料的制備方法，其中該軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成:Ni(1QQ_a_b_e_d_e)CraSibFeeGddBe,其中:a=5_8,b=3-4, c=27-35, d=0.5-1, e=4_6,該方法包括如下步驟:
(1)熔鑄母合金
將純度大于 99.9% 的原料 N1、Cr、S1、Fe、Gd、B，按 Ni__a_b_e_d_e)CraSibFeeGddBe合金成分以原子百分比稱(chēng)量并配料；將冶煉爐預(yù)熱后，加入鎳，加熱至鎳完全熔化并沸騰10-15分鐘后，加入鐵和硼，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰15-20分鐘后，將硅、鉻和釓加入到混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰30-40分鐘后倒入冷卻槽速冷，形成母合金；
(2)制備非合金帶
并將母合金放入高真空單輥旋淬爐中，熔煉到1350-1400 V，旋淬出非晶納米晶軟磁合金帶，其中噴嘴到銅輥之間距離為l_2mm，銅輥的線速度為25-30m/s，噴注壓強(qiáng)為1-1.5Mpa,合金帶的寬度為5-10mm,厚度為15-20 μ m ；
(3)熱處理
將非晶薄帶裝入熱處理爐中，在真空低于1.0X10_4或惰性氣體氛圍中，300-350°C，保溫2-4小時(shí)，得到熱處理后鎳基納米晶軟磁合金帶；
(4)制備軟磁材料成品
將上述熱處理后鎳基納米晶軟磁合金帶卷繞并剪裁成預(yù)定形狀的鐵芯，在800-950°C的溫度下預(yù)燒6-8h，然后以10-15°C / min的速度升溫至1300-1350°C，在惰性氣體的保護(hù)下保溫?zé)Y(jié)8-10h，自然冷卻至室溫后，得到產(chǎn)品。
[0006]本發(fā)明制備的軟磁材料，采用鎳為主體材料以提高導(dǎo)磁率，適當(dāng)添加硅鉻硼元素，并添加稀土元素Ga對(duì)材料進(jìn)行改性，以提高材料的耐腐蝕性能。
【具體實(shí)施方式】
[0007]實(shí)施例一
本實(shí)施例的軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成:Ni6(l.5Cr5Si3Fe27GdQ.5B4。
[0008]將純度大于99.9% 的原料N1、Cr、S1、Fe、Gd、B，按Ni6a5Cr5Si3Fe27Gda5B4合金成分以原子百分比稱(chēng)量并配料；將冶煉爐預(yù)熱后，加入鎳，加熱至鎳完全熔化并沸騰10分鐘后，力口入鐵和硼，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰15分鐘后，將硅、鉻和釓加入到混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰30分鐘后倒入冷卻槽速冷，形成母合金。
[0009]并將母合金放入高真空單輥旋淬爐中，熔煉到1350°C，旋淬出非晶納米晶軟磁合金帶，其中噴嘴到銅輥之間距離為1mm，銅輥的線速度為25m/s，噴注壓強(qiáng)為IMpa，合金帶的寬度為5mm,厚度為15 μ m。
[0010]將非晶薄帶裝入熱處理爐中，在真空低于1.0父10_4或惰性氣體氛圍中，3001:，保溫4小時(shí)，得到熱處理后鎳基納米晶軟磁合金帶。
[0011]將上述熱處理后鎳基納米晶軟磁合金帶卷繞并剪裁成預(yù)定形狀的鐵芯，在800°C的溫度下預(yù)燒8h，然后以10°C / min的速度升溫至1300°C，在惰性氣體的保護(hù)下保溫?zé)Y(jié)1h,自然冷卻至室溫后，得到產(chǎn)品。
[0012]實(shí)施例二
本實(shí)施例的軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成=Ni46Cr8Si4Fe35Gd1Bp
[0013]將純度大于99.9% 的原料 N1、Cr、S1、Fe、Gd、B,按 Ni46Cr8Si4Fe35Gd1B6合金成分以原子百分比稱(chēng)量并配料；將冶煉爐預(yù)熱后，加入鎳，加熱至鎳完全熔化并沸騰15分鐘后，力口入鐵和硼，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰20分鐘后，將硅、鉻和釓加入到混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰40分鐘后倒入冷卻槽速冷，形成母合金。
[0014]并將母合金放入高真空單輥旋淬爐中，熔煉到1400°C，旋淬出非晶納米晶軟磁合金帶，其中噴嘴到銅輥之間距離為2mm，銅輥的線速度為30m/s，噴注壓強(qiáng)為1.5Mpa，合金帶的寬度為1mm,厚度為20 μ m。
[0015]將非晶薄帶裝入熱處理爐中，在真空低于1.0X 10_4或惰性氣體氛圍中，350°C，保溫2小時(shí)，得到熱處理后鎳基納米晶軟磁合金帶。
[0016]將上述熱處理后鎳基納米晶軟磁合金帶卷繞并剪裁成預(yù)定形狀的鐵芯，在950°C的溫度下預(yù)燒6h，然后以15°C / min的速度升溫至1350°C，在惰性氣體的保護(hù)下保溫?zé)Y(jié)8h，自然冷卻至室溫后，得到產(chǎn)品。
[0017]比較例
按化學(xué)成分Fe39C045Al4M0lZr6B4Cu1配比稱(chēng)取金屬原料，放入電弧熔煉爐中，熔煉3次。將母合金破碎后，放入單輥旋淬爐中旋淬，噴嘴到銅輥之間距離為0.5mm，銅輥的線速度為30m/s,噴注壓強(qiáng)為0.5Mpa，得到非晶納米晶合金，其厚度為25 μ m,寬度為5mm。卷繞剪切熱處理后，得到預(yù)定尺寸和形狀的軟磁材料。
[0018]對(duì)具有相同形狀和大小的實(shí)施例1-2及比較例的軟磁材料進(jìn)行磁性能測(cè)試以及耐腐蝕性能測(cè)試，其中耐腐蝕性能測(cè)試是在潮濕的酸性環(huán)境中進(jìn)行了，酸性環(huán)境的Ph值為5.5。測(cè)試結(jié)果顯示:實(shí)施例1-2得到的軟磁材料的導(dǎo)磁率比比較例的軟磁材料提高了25-30%以上，導(dǎo)磁率μ提高15%以上，在上述潮濕酸性環(huán)境中的使用壽命比比較例的軟磁材料提高了一倍以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種釓摻雜鐵鎳基軟磁材料的制備方法，其中該軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成:Ni (1(l(l_a_b_c_d_e)CraSibFecGddBe，其中:a=5_8，b=3_4，c=27_35，d=0.5-1, e=4_6，該方法包括如下步驟: (1)熔鑄母合金 將純度大于 99.9% 的原料 N1、Cr、S1、Fe、Gd、B，按 Ni__a_b_e_d_e)CraSibFeeGddBe合金成分以原子百分比稱(chēng)量并配料；將冶煉爐預(yù)熱后，加入鎳，加熱至鎳完全熔化并沸騰10-15分鐘后，加入鐵和硼，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰15-20分鐘后，將硅、鉻和釓加入到混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰30-40分鐘后倒入冷卻槽速冷，形成母合金； (2)制備非合金帶 并將母合金放入高真空單輥旋淬爐中，熔煉到1350-1400 V，旋淬出非晶納米晶軟磁合金帶，其中噴嘴到銅輥之間距離為l_2mm，銅輥的線速度為25-30m/s，噴注壓強(qiáng)為1-1.5Mpa,合金帶的寬度為5-10mm,厚度為15-20 μ m ； (3)熱處理 將非晶薄帶裝入熱處理爐中，在真空低于1.0X10_4或惰性氣體氛圍中，300-350°C，保溫2-4小時(shí)，得到熱處理后鎳基納米晶軟磁合金帶； (4)制備軟磁材料成品 將上述熱處理后鎳基納米晶軟磁合金帶卷繞并剪裁成預(yù)定形狀的鐵芯，在800-950°C的溫度下預(yù)燒6-8h，然后以10-15°C / min的速度升溫至1300-1350°C，在惰性氣體的保護(hù)下保溫?zé)Y(jié)8-10h，自然冷卻至室溫后，得到產(chǎn)品。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種釓摻雜鐵鎳基軟磁材料的制備方法，其中該軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成：Ni(100-a-b-c-d-e)CraSibFecGddBe，其中：a=5-8，b=3-4，c=27-35，d=0.5-1，e=4-6，該方法包括如下步驟：（1）熔鑄母合金，（2）制備非合金帶，（3）熱處理，（4）制備軟磁材料成品。本發(fā)明制備的軟磁材料，采用鎳為主體材料以提高導(dǎo)磁率，適當(dāng)添加硅鉻硼元素，并添加稀土元素Ga對(duì)材料進(jìn)行改性，以提高材料的耐腐蝕性能。
【IPC分類(lèi)】C22F1-10, H01F41-02, H01F1-147
【公開(kāi)號(hào)】CN104538144
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510023884
【發(fā)明人】徐文萍
【申請(qǐng)人】徐文萍
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月17日