一種鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料及制備方法，該合金絲材料具有高的最大阻抗變化率。其制備方法工藝簡(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：B9％～11％，Mn0.01％～0.05％，S0.04％～0.09％，Lu0.05％～0.07％，Ho0.08％～0.11％，Cr1％～4％，F(xiàn)e19％～22％，其余為Co。
【專利說明】一種鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料及制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料及制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
CN201010619558.X號(hào)申請(qǐng)公開一種鈷基非晶巨磁阻抗薄帶，該薄帶以鈷基非晶材料為原料，依次經(jīng)過熔煉、快淬、電流加熱快速退火熱處理而得到，熱處理的同時(shí)施加直流磁場(chǎng)，鈷基非晶材料組分表達(dá)式為Co α Fe β V Y Si δ B ε，并且滿足:β = 0?5，Y = 0?3，ε=12?20，δ = 5?10，β和Y均不為零，α+β + Υ + δ + ε = 100。該申請(qǐng)還公開了該巨磁阻抗薄帶的制備方法。材料的最大阻抗變化率Λ Ζ/Ζ為342-407%。但是材料最大阻抗變化率不夠高，處理工藝復(fù)雜。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)缺陷，提供一種鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料，該合金絲材料具有高的最大阻抗變化率。
[0004]本發(fā)明的另一目的是提供上述鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料制備方法，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)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料，該材料中各成分的重量百分含量為:Β 9%?11%，Mn 0.01%?0.05%, S 0.04%?0.09%, Lu 0.05%?0.07%, Ho 0.08%?0.11%, Cr1%?4%，F(xiàn)e 19%?22%，其余為Co。該材料的組織特點(diǎn)為非晶。
[0006]上述材料的制備方法，具體步驟如下:
O首先按照上述成分進(jìn)行配料，原料Mn、S、Lu、Ho、Fe、Cr、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，其中B的重量百分含量為24% ；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1480?1500°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1490?1510°C ;重熔管式坩堝內(nèi)置一可上下移動(dòng)的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內(nèi)壁的間隙0.4?1_ ;重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下；當(dāng)母合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉(zhuǎn)的輪緣拖拽形成合金絲；
3)然后將合金絲置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫20?30分鐘；取出于室溫條件下靜置2?3小時(shí)；再置100?150°C溫度下，保溫2?4小時(shí)，自然冷卻至室溫，即得到鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料。
[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14?16mm，高度為80?100mm。
[0008]步驟2)中重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下2?3mm處。
[0009]步驟2)中成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為22?25m/s ;所得合金絲的直徑為20?40微米。
[0010]本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明材料采用Lu和B共同作用可提高非晶形成能力。Ho、Cr和Mn共同作用可改善材料最大阻抗變化率。Cr、S和Co形成化合物可以阻止熱處理中晶粒得長(zhǎng)大，保證了非晶的穩(wěn)定性。
[0011]本發(fā)明合金在凝固中，采用快速冷卻、低溫深冷、室溫靜置、熱處理和合金化結(jié)合的方式，既有效抑制合金的晶化，保證化學(xué)成分的均勻分布，保證了合金的磁性能，也通過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。。
[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)械性能和非晶晶形成能力。本發(fā)明制備中，沒有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低；另外合金經(jīng)過快速冷卻，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。該合金制備工藝簡(jiǎn)便，過程簡(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)。本發(fā)明鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料可以應(yīng)用于信息、通訊等領(lǐng)域的磁性器件。
[0013]本發(fā)明的鈷基合金非晶絲材料性能見表I。
[0014]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一制備的鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲的組織圖。
[0015]由圖1可見，本發(fā)明的材料組織均勻。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例一:
本發(fā)明鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料的制備方法具體步驟如下:該材料的組織特點(diǎn)為非晶。
[0017]I)首先按照重量百分含量為:B 9%, Mn 0.01 %, S 0.04 %, Lu 0.05%, Ho0.08%, Cr l%,Fe 19%，其余為Co進(jìn)行配料，原料Mn、S、Lu、Ho、Fe、Cr、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，其中B的重量百分含量為24% ；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1480°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1490°C;重熔管式坩堝內(nèi)徑為14_，高度為80mm，重熔管式坩堝內(nèi)置一可上下移動(dòng)的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內(nèi)壁的間隙0.6mm ;重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下2mm處；當(dāng)母合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣拖拽形成合金絲；成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為22m/s ;所得合金絲的直徑為20?40微米；
3)然后將合金絲置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫20分鐘；取出于室溫條件下靜置2小時(shí)；再置100°C溫度下，保溫2小時(shí)，自然冷卻至室溫，即得到鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料。
[0018]實(shí)施例二:
本發(fā)明鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料的制備方法具體步驟如下:該材料的組織特點(diǎn)為非晶。
[0019]I)首先按照重量百分含量為:B 11%, Mn 0.05%, S 0.09%，Lu 0.07%, Ho0.11%, Cr 4%, Fe 22%，其余為Co進(jìn)行配料，原料Mn、S、Lu、Ho、Fe、Cr、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，其中B的重量百分含量為24% ；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1500°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1510°C;重熔管式坩堝內(nèi)徑為16_，高度為100mm，重熔管式坩堝內(nèi)置一可上下移動(dòng)的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內(nèi)壁的間隙Imm ;重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下3mm處；當(dāng)母合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣拖拽形成合金絲；成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為25m/s ;所得合金絲的直徑為20~40微米；
3)然后將合金絲置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫30分鐘；取出于室溫條件下靜置3小時(shí)；再置150°C溫度下，保溫4小時(shí)，自然冷卻至室溫，即得到鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料。
[0020]實(shí)施例三:
本發(fā)明鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料的制備方法具體步驟如下:該材料的組織特點(diǎn)為非晶。
[0021]I)首先按照重量百分含量為:B 10%, Mn 0.04%, S 0.06 %, Lu 0.06 %, Ho
0.1 % , Cr 3%, Fe 21 %，其余為Co進(jìn)行配料，原料Mn、S、Lu、Ho、Fe、Cr、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，其中B的重量百分含量為24% ；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1500°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1510°C;重熔管式坩堝內(nèi)徑為16_，高度為100mm，重熔管式坩堝內(nèi)置一可上下移動(dòng)的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內(nèi)壁的間隙
0.8mm ;重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下3mm處；當(dāng)母合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣拖拽形成合金絲；成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為23m/s ;所得合金絲的直徑為20~40微米；
3)然后將合金絲置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫25分鐘；取出于室溫條件下靜置2小時(shí)；再置130°C溫度下，保溫3小時(shí)，自然冷卻至室溫，即得到鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料。
[0022]實(shí)施例四:成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)范圍內(nèi)
鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料中各成份的重量百分含量按:B 8%, Mn 0.005%, S
0.02%, Lu 0.04%, Ho 0.06%, Cr 0.8%, Fe 18%，其余為Co進(jìn)行配料，制備過程同實(shí)施列一。
[0023]實(shí)施例五:成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)范圍內(nèi)
鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料中各成份的重量百分含量按:B 12%, Mn 0.06%, S
0.1 %, Lu 0.09%, Ho 0.15%, Cr 5%, Fe 23%，其余為Co進(jìn)行配料，制備過程同實(shí)施列
O
[0024]表1
【權(quán)利要求】
1.一種鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料，其特征是:該材料中各成分的重量百分含量為:B9%?11%，Mn 0.01%?0.05%, S 0.04%?0.09%, Lu 0.05%?0.07%, Ho 0.08%?0.11%, Cr 1%?4%，F(xiàn)e 19%?22%，其余為 Co。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料，該材料的組織特點(diǎn)為非晶。
3.權(quán)利要求1所述材料的制備方法，其特征是:具體步驟如下: 1)首先按照上述成分進(jìn)行配料，原料Mn、S、Lu、Ho、Fe、Cr、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，其中B的重量百分含量為24% ； 2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1480?1500°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1490?1510°C ;重熔管式坩堝內(nèi)置一可上下移動(dòng)的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內(nèi)壁的間隙0.4?1_ ;重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下；當(dāng)母合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉(zhuǎn)的輪緣拖拽形成合金絲； 3)然后將合金絲置于液氮中進(jìn)行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫20?30分鐘；取出于室溫條件下靜置2?3小時(shí)；再置100?150°C溫度下，保溫2?4小時(shí)，自然冷卻至室溫，即得到鈷鐵基巨磁阻抗軟磁絲材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征是:步驟2)中重熔管式坩堝內(nèi)徑為14?16mm,高度為 80 ?100mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征是:步驟2)中重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下2?3mm處。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征是:步驟2)中成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為22?25m/s ;所得合金絲的直徑為20?40微米。
【文檔編號(hào)】C22F1/10GK103871707SQ201410075572
【公開日】2014年6月18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】孫銳, 盧俊麗, 孫學(xué)中 申請(qǐng)人:山西雷麥電子科技有限公司