本發(fā)明涉及鐵基非晶合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有低應(yīng)力敏感性的鐵基非晶合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

由于具有低鐵損、高飽和磁通量密度、高磁導(dǎo)率及其它優(yōu)點(diǎn)，fe基無(wú)定形合金薄帶如fe-si-b無(wú)定形合金薄帶被廣泛用作電源變壓器與高頻變壓器的鐵心。基于以上特點(diǎn)，非晶鐵基材料在面世很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，在變壓器領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。

隨著硅鋼材料的持續(xù)更新，非晶材料的優(yōu)勢(shì)相對(duì)弱化。比如，非晶材料飽和磁密明顯偏低、磁感應(yīng)強(qiáng)度低、抗應(yīng)力敏感度差等。針對(duì)非晶材料提高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和降低損耗等的改進(jìn)，近年來(lái)非晶材料做了大量的工作，但是針對(duì)非晶材料抗應(yīng)力敏感度差的研究未有顯著的結(jié)果。而應(yīng)力去除是非晶材料的低損耗特征的根本保障。另外，作為變壓器磁路的主要材料非晶合金，其帶材厚度為20-30μm，因其硬而脆，難以剪切，因此非晶合金變壓器鐵心截面均采用矩形，相應(yīng)高低壓繞組也只能采用矩形。矩形繞組相對(duì)圓形繞組而言抗短路能力較差，所以提高非晶合金變壓器抗短路能力很有必要。

非晶變壓器鐵芯的應(yīng)力主要由兩部分應(yīng)力組成，一是非晶材料在制備過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力即非晶材料淬態(tài)內(nèi)應(yīng)力，另一方面是鐵芯制作過(guò)程由于鐵芯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)產(chǎn)生的不可避免的裝配外應(yīng)力。大量的研究主要從退火工藝以及變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)優(yōu)化降低應(yīng)力。

非晶材料的淬態(tài)內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生主要跟非晶材料形成有關(guān)，快速冷卻是非晶材料形成的必要條件，高溫的熔體澆注到冷卻基體上，在10⁶℃/s的冷卻速度形成短程有序長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu)的非晶帶材。液態(tài)這種短程無(wú)序結(jié)構(gòu)被“凍結(jié)”，這些被“凍結(jié)”的結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生。非晶材料通過(guò)退火工藝可以有效的去除非晶材料的內(nèi)應(yīng)力，非晶行業(yè)退火工藝去除內(nèi)應(yīng)力方面做過(guò)大量的工作。退火去除淬態(tài)內(nèi)應(yīng)力的同時(shí)也會(huì)由于鐵芯溫度差異較大而產(chǎn)生的熱應(yīng)力，即內(nèi)應(yīng)力無(wú)法完全去除。

裝配外應(yīng)力的產(chǎn)生主要是鐵芯裝配過(guò)程中非晶帶材制作鐵芯過(guò)程以及鐵芯本身結(jié)構(gòu)特征帶來(lái)的外應(yīng)力。這種應(yīng)力的產(chǎn)生不可避免，這部分去應(yīng)力的研究相對(duì)較少，主要是通過(guò)變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和操作的規(guī)范來(lái)去除。非晶合金變壓器繞組是矩形結(jié)構(gòu)，所受電動(dòng)力遠(yuǎn)不如普通變壓器圓形繞組均勻，承受突發(fā)短路電動(dòng)力時(shí)更容易變形。由于非晶合金變壓器的鐵心材料對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常敏感，無(wú)論是張應(yīng)力還是彎曲應(yīng)力都會(huì)影響其性能，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)加以充分考慮，以減少鐵心受力；一般需采取特殊的緊固措施，將非晶合金變壓器器身采用軸向承重結(jié)構(gòu)。非晶合金鐵心和矩形繞組受力互不干擾，矩形繞組通過(guò)上下夾件及壓板壓緊，壓緊結(jié)構(gòu)自成體系。因此矩形繞組的軸向和徑向所承受短路電動(dòng)力的考驗(yàn)要比圓形繞組嚴(yán)酷。為了降低變壓器的裝配和設(shè)計(jì)難度，降低非晶合金的應(yīng)力敏感性是非常重要的。

例如，特開(kāi)昭63-45318號(hào)公報(bào)提出了退火工藝改善的措施，主要是通過(guò)降低鐵芯內(nèi)溫差的方法實(shí)現(xiàn)。即在鐵心內(nèi)外周面安裝絕熱材料，極力降低冷卻時(shí)的鐵心內(nèi)的溫度差的方法等，希望改善薄帶本身，以改善鐵心重量重與體積大的問(wèn)題，裝入到熱處理爐后加熱，鐵心的各部位越容易產(chǎn)生溫度不均的情況。該方法退火去應(yīng)力不會(huì)因?yàn)闋t內(nèi)有鐵芯溫度過(guò)高產(chǎn)生晶化以及溫度過(guò)低去應(yīng)力不完全的現(xiàn)象。但是文中未具體表述這種方法的具體實(shí)施方式，并且會(huì)增加鐵芯退火的工序以及退火成本，實(shí)際退火過(guò)程中實(shí)用性不強(qiáng)。

公開(kāi)號(hào)為cn1281777c的中國(guó)專(zhuān)利中提到，在fe、si、b、c的受限的組成范圍中通過(guò)添加特定范圍的p，由此發(fā)現(xiàn)了在退火中的鐵心各部位產(chǎn)生溫度不均的場(chǎng)合，在更低的溫度下退火，也能顯現(xiàn)優(yōu)異軟磁性。發(fā)明人僅考慮p對(duì)降低非晶鐵芯溫度不均的作用，未考慮含磷非晶帶材氧化以及表面晶化的問(wèn)題。p元素的抗氧化能力極差，在有氧的環(huán)境中退火極易因受氧化而使性能?chē)?yán)重惡化以及表觀質(zhì)量變差。比如在fe、si、b、c退火環(huán)境中進(jìn)行含磷非晶材料退火，帶面因?yàn)檠趸兯{(lán)色，性能會(huì)惡化。這對(duì)退火氣氛的氧含量有極高的要求；另外現(xiàn)階段尚無(wú)制備非晶帶材磷鐵，致使磷鐵引入會(huì)產(chǎn)生不可避免的雜質(zhì)，容易產(chǎn)生帶材表面晶化問(wèn)題。綜上，上述方法在規(guī)避鐵芯溫差大的缺陷的同時(shí)，又引入了非晶帶材退火氧化和制帶晶化等問(wèn)題。

公開(kāi)號(hào)為us20160172087的美國(guó)專(zhuān)利提到了針對(duì)不同成分應(yīng)力釋放度的研究，指出b、c對(duì)應(yīng)力釋放度的作用，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驼f(shuō)明帶材退火后應(yīng)力釋放量。這種表征方法一定程度上可以說(shuō)明不同成分應(yīng)力釋放情況，但是發(fā)明人僅從單片帶材退火后去除內(nèi)應(yīng)力角度以應(yīng)力釋放度來(lái)說(shuō)明，未考慮材料最終軟磁性能以及變壓器鐵芯受裝配應(yīng)力后性能的惡化情況。

如上所述，上述發(fā)明例的實(shí)施方案雖然對(duì)退火工藝或者非晶變壓器鐵芯裝配工藝做了優(yōu)化，一定程度上可以更大程度的去除非晶帶材應(yīng)力，但是未具體考慮這些優(yōu)化對(duì)于帶材制備以及實(shí)施的可行度綜合考量，并且缺乏對(duì)非晶帶材去應(yīng)力(規(guī)避應(yīng)力)更為全面的認(rèn)識(shí)，其結(jié)果相對(duì)片面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種鐵基非晶合金帶材，本申請(qǐng)?zhí)峁┑蔫F基非晶合金帶材具有較低的應(yīng)力敏感性。

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N如式(ⅰ)所示的鐵基非晶合金，

feabbsic(ⅰ)；

其中，a、b與c分別表示對(duì)應(yīng)組分的原子百分含量；79.5≤a≤82.5，11.0≤b≤13.5，6.5≤c≤8.5，a+b+c＝100。

優(yōu)選的，所述鐵基非晶合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度≥1.60t。

優(yōu)選的，所述fe的原子百分含量為80.0≤a≤81.5。

優(yōu)選的，所述b的原子百分含量為11.0≤b≤12.5。

優(yōu)選的，所述si的原子百分含量為7.0≤c≤8.0。

優(yōu)選的，所述鐵基非晶合金中，a＝80.0，12.0≤b≤13.0，7.0≤c≤8.0。

優(yōu)選的，所述鐵基非晶合金中，a＝80.5，11.5≤b≤12.5，7.0≤c≤8.0。

優(yōu)選的，所述鐵基非晶合金中，81.0≤a≤81.5，11.0≤b≤13.0，7.0≤c≤8.0。

本申請(qǐng)還提供了一種如式(ⅰ)所示的鐵基非晶合金帶材的制備方法，包括：

按照式(ⅰ)的原子百分比進(jìn)行元素的配料，將配料后的原料進(jìn)行熔煉，將熔煉后的熔液升溫保溫后進(jìn)行單輥快淬，得到鐵基非晶合金帶材；

feabbsic(ⅰ)；

其中，a、b與c分別表示對(duì)應(yīng)組分的原子百分含量；79.5≤a≤82.5，11.0≤b≤13.5，6.5≤c≤8.5，a+b+c＝100。

優(yōu)選的，所述單輥快淬之后還包括：

將單輥快淬后的鐵基非晶合金進(jìn)行熱處理。

優(yōu)選的，所述熱處理之前還包括：將單輥快淬后的鐵基非晶合金繞制成內(nèi)徑為50.5mm，外徑為53.5～54mm的樣環(huán)，熱處理后樣環(huán)的損耗允許的應(yīng)變系數(shù)為10.0％，激磁功率允許的應(yīng)變系數(shù)為6％。

優(yōu)選的，所述熱處理后的鐵基非晶合金帶材的矯頑力≤3.5a/m；在50hz，1.35t條件下，所述熱處理后的鐵基非晶合金帶材的激磁功率＜0.1450va/kg，鐵芯損耗＜0.1100w/kg；在50hz，1.40t條件下，所述熱處理后的鐵基非晶合金帶材的激磁功率＜0.1700va/kg，鐵芯損耗＜0.1500w/kg。

優(yōu)選的，所述鐵基非晶合金帶材為完全非晶狀態(tài)，臨界厚度至少為75μm，可剪極限帶厚至少為29μm。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鐵基非晶合金帶材，其具有如式feabbsic的原子組成，其中a、b與c分別表示對(duì)應(yīng)組分的原子百子含量；79.5≤a≤82.5，11.0≤b≤13.5，6.5≤c≤8.5，a+b+c＝100；本申請(qǐng)?zhí)峁┑蔫F基非晶合金中的fe可保證得到穩(wěn)定的制備性能更低、成帶率更高的非晶鐵基合金；si元素有利于穩(wěn)定地形成無(wú)定形材料；b是對(duì)合金非晶態(tài)化貢獻(xiàn)最大的元素；因此，本申請(qǐng)通過(guò)調(diào)整fe、si和b的含量，使鐵基非晶合金具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度與高延展性；同時(shí)還具有低應(yīng)力敏感度，使用本合金制備的鐵芯裝配成變壓器具有較強(qiáng)的抗突發(fā)短路能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備的鐵基非晶合金樣環(huán)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明制備的鐵基非晶合金樣環(huán)施加應(yīng)力狀態(tài)的模擬試驗(yàn)裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

無(wú)論內(nèi)應(yīng)力還是外應(yīng)力的產(chǎn)生是不可避免的，通過(guò)退火工藝優(yōu)化、變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及規(guī)范操作其應(yīng)力依然存在。如何通過(guò)成分調(diào)整并完成針對(duì)不同成分帶材對(duì)應(yīng)力(內(nèi)應(yīng)力、外應(yīng)力)敏感度的評(píng)估，確立應(yīng)力敏感度小的非晶成分范圍，進(jìn)而有效的呈現(xiàn)非晶制品優(yōu)異的軟磁性能，制備抗突發(fā)短路能力較強(qiáng)的非晶變壓器是本申請(qǐng)研究的主要目的。由此，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種如式(ⅰ)所示的鐵基非晶合金，

feabbsic(ⅰ)；

其中，a、b與c分別表示對(duì)應(yīng)組分的原子百分含量；79.5≤a≤82.5，11.0≤b≤13.5，6.5≤c≤8.5，a+b+c＝100。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑蔫F基非晶合金由于含有fe、si與b，并通過(guò)控制上述元素的含量，使其具有較好的非晶形成能力、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和軟磁性能；進(jìn)一步的，本申請(qǐng)?zhí)峁┑蔫F基非晶合金制備得到的帶材在熱處理后具有較低的抗應(yīng)力敏感性。

在鐵基非晶合金中，fe作為基礎(chǔ)元素，以原子百分比計(jì)，其含量為79.5≤a≤82.5，所述fe的原子百分含量過(guò)低則鐵基非晶合金的飽和磁感應(yīng)密度過(guò)低，起不到改善非晶低磁密的缺陷，不能得到足夠的磁通量密度和結(jié)構(gòu)密實(shí)的鐵芯設(shè)計(jì)；含量過(guò)高則降低了鐵基非晶合金的熱穩(wěn)定性和帶材的可成形性，會(huì)使帶材順行變得困難，且不能得到好的磁性產(chǎn)品。在具體實(shí)施例中，所述fe的原子百分含量為79.5≤a≤81.5，更具體的，所述fe的原子百分含量為80.0≤a≤81.5。

所述si的原子百分含量為6.5≤c≤8.5，其含量過(guò)低，則降低鐵基非晶合金帶材可成形性以及非晶合金帶材的熱穩(wěn)定性，使穩(wěn)定的形成無(wú)定形材料變得困難；含量過(guò)高則使鐵基非晶合金的脆性變大，退火后帶材的延展性變差。在具體實(shí)施例中，所述si的含量為7.0≤c≤8.0。

所述b的原子百分含量為11.0≤b≤13.5，所述b的含量過(guò)低，則使穩(wěn)定的形成無(wú)定形材料變得困難，而含量過(guò)高則不會(huì)使形成無(wú)定形狀態(tài)的能力進(jìn)一步增加，即上述范圍的b含量可使本發(fā)明的鐵基非晶合金具有優(yōu)良的軟磁性能。在具體實(shí)施例中，所述b的含量為11.0≤b≤13.0，更具體的，所述b的含量為11.0≤b≤12.5。

在本申請(qǐng)中，所述鐵基非晶合金的較佳的組合方式為：a＝80.0，12.0≤b≤13.0，7.0≤c≤8.0；或a＝80.5，11.5≤b≤12.5，7.0≤c≤8.0；或81.0≤a≤81.5，11.0≤b≤13.0，7.0≤c≤8.0。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑蔫F基非晶合金的組分及含量分別從提高磁感應(yīng)強(qiáng)度與提高非晶形成能力進(jìn)行合理組合，形成了一種高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的鐵基非晶合金，進(jìn)一步的，在具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)的鐵基非晶合金還具有低應(yīng)力敏感性；即本申請(qǐng)?zhí)峁┑蔫F基非晶合金具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度與低應(yīng)力敏感性是由于鐵基非晶合金的組分與含量的調(diào)整。

本申請(qǐng)還提供了一種如式(ⅰ)所示的鐵基非晶合金帶材的制備方法，包括：

按照式(ⅰ)的原子百分比進(jìn)行元素的配料，將配料后的原料進(jìn)行熔煉，將熔煉后的熔液升溫保溫后進(jìn)行單輥快淬，得到鐵基非晶合金帶材；

feabbsic(ⅰ)；

其中，a、b與c分別表示對(duì)應(yīng)組分的原子百分含量；79.5≤a≤82.5，11.0≤b≤13.5，6.5≤c≤8.5，a+b+c＝100。

在制備鐵基非晶合金帶材的過(guò)程中，本申請(qǐng)采用了本領(lǐng)域常規(guī)的技術(shù)手段，制備了本申請(qǐng)具體成分的鐵基非晶合金帶材。上述制備方法中的配料與熔煉的過(guò)程為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的過(guò)程，本申請(qǐng)對(duì)其具體操作手段不進(jìn)行特別的說(shuō)明。在熔煉過(guò)程中，使用中頻冶煉爐將金屬原材料熔煉，所述熔煉的溫度為1300～1500℃，時(shí)間為80～120min。在熔煉之后，本申請(qǐng)將熔煉后的熔液升溫保溫后采用單輥快淬，而得到了鐵基非晶合金帶材。所述升溫的溫度優(yōu)選為1350～1470℃，所述保溫的時(shí)間優(yōu)選為20～50min。經(jīng)過(guò)單輥快淬之后，本申請(qǐng)得到了完全非晶狀態(tài)的鐵基非晶合金帶材，其形成非晶極限帶厚至少為75μm，且?guī)Р捻g性較好，對(duì)折180度不斷。對(duì)本發(fā)明而言，其可剪極限帶厚至少29μm，則本產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)有相當(dāng)大的制備余量，降低了在其工業(yè)化過(guò)程中對(duì)冷卻設(shè)備的要求。

在初步制備非晶鐵基合金帶材之后，為了便于應(yīng)用，本申請(qǐng)將所述非晶鐵基合金帶材進(jìn)行熱處理。本申請(qǐng)?zhí)峁┑蔫F基非晶合金可使其實(shí)現(xiàn)在較寬泛的退火區(qū)間內(nèi)進(jìn)行熱處理，且使得到的鐵基非晶合金帶材具有較低的勵(lì)磁功率與損耗。本申請(qǐng)所述熱處理的溫度為325～395℃；在具體實(shí)施例中，所述熱處理的溫度為335～385℃。

按照本發(fā)明，在上述熱處理之前，優(yōu)選將制備得到的鐵基非晶合金帶材繞制成內(nèi)徑為50.5mm，外徑為53.5～54mm的樣環(huán)，再將上述樣環(huán)進(jìn)行熱處理。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)檢測(cè)熱處理后樣環(huán)在受應(yīng)力的狀態(tài)下，損耗與激磁功率的惡化情況，以此說(shuō)明鐵基非晶合金帶材的性能在應(yīng)力狀態(tài)下的轉(zhuǎn)變情況；若應(yīng)變系數(shù)較大的情況下，鐵基非晶合金帶材的損耗與激磁功率的惡化系數(shù)仍在可接受的范圍之內(nèi)，則可說(shuō)明鐵基非晶合金帶材具有較低的應(yīng)力敏感性，若應(yīng)變系數(shù)即使較小，鐵基非晶合金帶材的損耗與激磁功率的惡化系數(shù)仍不可接受，則可說(shuō)明鐵基非晶合金帶材的應(yīng)力敏感性較差。通過(guò)本申請(qǐng)的模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的鐵基非晶合金帶材具有較低的應(yīng)力敏感性。

本申請(qǐng)通過(guò)調(diào)整添加組分與組分的含量，即組分與組分的含量協(xié)同作用在提高鐵基非晶合金磁性能的同時(shí)降低了鐵基非晶合金帶材的應(yīng)力敏感性。

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的鐵基非晶合金進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。

實(shí)施例

1)制備鐵基非晶合金帶材

按照f(shuō)eabbsic表示的合金成分進(jìn)行配料，使用工業(yè)用純鐵、硅、硼鐵配制如表1所示的合金成分；合金成分除主元素外，具有不可避免的雜質(zhì)元素，如c、mn、s等。將不同成分所配物料依次按照硼鐵、硅、純鐵的順序順次加入爐容為100kg的中頻感應(yīng)冶煉爐重熔(熔煉的溫度為1300～1500℃，時(shí)間為80～120min)；鋼水鎮(zhèn)靜結(jié)束，澆筑到噴包中，通過(guò)單輥平面流鑄法制備非晶帶寬為20mm非晶帶材，制帶過(guò)程中通過(guò)調(diào)整輥速、液位等參數(shù)制備出不同帶厚的合金成分帶材(制帶過(guò)程中的輥速1000～1400r/min，控制出帶線速度為20～30m/s，液位高度為200～300mm)。

2)鐵基非晶合金帶材非晶形成能力及飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)試

采用xrd測(cè)試不同成分帶材自由面，直至帶厚到非晶態(tài)為止，表1顯示各合金成分非晶極限帶厚，使用vsm測(cè)試各非晶合金帶材的飽和磁化強(qiáng)度值。通過(guò)帶材非晶形成能力以及飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值綜合評(píng)價(jià)合金成分。根據(jù)帶材脆點(diǎn)數(shù)量評(píng)估帶材可剪最大厚度，脆點(diǎn)評(píng)估是取帶材長(zhǎng)度為結(jié)晶器周長(zhǎng)相等，沿著帶材長(zhǎng)度方向剪切帶材，脆點(diǎn)個(gè)數(shù)不超過(guò)2個(gè)認(rèn)為帶材可剪切，等于2個(gè)則認(rèn)為是該合金成分帶材的極限可剪帶厚。

表1不同成分的非晶鐵基合金及其性能數(shù)據(jù)表

表1呈現(xiàn)了不同合金成分隨對(duì)應(yīng)的非晶極限帶厚、制帶韌性極限帶厚以及飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。非晶極限帶厚以及制帶韌性極限厚度是對(duì)合金成分制帶工藝性的考量，上述帶厚越厚，則對(duì)制帶設(shè)備的要求度更加寬松。

相同的制帶條件，合金成分非晶極限帶厚愈厚，帶材非晶度越高。對(duì)比例1～4雖然具有相對(duì)高的非晶極限帶厚，可剪最大厚度在27μm以下，這不僅對(duì)制帶設(shè)備的冷卻強(qiáng)度提出更嚴(yán)苛的要求，也對(duì)鐵芯組裝效率，同時(shí)對(duì)變壓器組裝以及運(yùn)行過(guò)程中易碎片埋下了伏筆，造成變壓器運(yùn)行的安全隱患增加；另外其飽和磁密不足1.57t，這使得非晶變壓器設(shè)計(jì)寬泛性變窄，無(wú)法滿(mǎn)足變壓器高磁密的設(shè)計(jì)趨勢(shì)；比較例6與實(shí)施例4～6對(duì)比可以看出，相同的fe含量，si含量越高，其可剪厚度變小。

對(duì)比例8～9合金非晶飽和磁密明顯偏高這是變壓器設(shè)計(jì)所期待的，最大可剪厚度介于36～38μm，在鐵芯成型方面效率方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是由其非晶極限帶厚厚度值可以看出，其非晶形成能力明顯不足，不具備制帶順行的工藝條件，同時(shí)也會(huì)影響其勵(lì)磁功率和損耗。

從表1可以看出，從制帶順行和變壓器設(shè)計(jì)綜合考量，實(shí)施例1～11的合金成分具有較好的工藝順行度和寬泛的變壓器設(shè)計(jì)區(qū)間。

將表1中的選取帶厚為26～28μm帶寬為30mm的帶材，卷繞成內(nèi)徑為50.5mm，外徑為53.5～54mm的樣環(huán)，使用箱式退火爐將樣環(huán)進(jìn)行去應(yīng)力退火，退火選擇在氬氣保護(hù)的氣氛中進(jìn)行，由325～395℃之間，每個(gè)間隔為10℃，保溫1h。熱處理過(guò)程加沿著帶材制備方向的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為1200a/m。使用硅鋼測(cè)試儀測(cè)試熱處理后帶材激磁和損耗，測(cè)試條件分別在1.35t/50hz與1.40t/50hz，性能測(cè)試結(jié)果如表2所示：

表2實(shí)施例與對(duì)比例熱處理后的性能數(shù)據(jù)表

由表2可以看出，在1.35t/50hz條件下，比較例1～3與比較例8～9損耗值偏大，性能在0.12w/kg以上；而1.4t/50hz條件下，比較例1～4及6勵(lì)磁與損耗較1.35t/50hz明顯增加，且較其他樣品在1.4t/50hz明顯偏大，這主要跟上述樣品的飽和磁密低有關(guān)。非晶材料勵(lì)磁和損耗隨著磁密的增加而增加，特別是勵(lì)磁功率表現(xiàn)的尤為突出。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大的非晶材料較低飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度材料，允許工作磁密更大，即在1.4t磁密下工作會(huì)顯示相對(duì)低的勵(lì)磁功率和損耗。正常來(lái)講，比較例8～9在1.4t下測(cè)試，性能會(huì)更優(yōu)，但因?yàn)槠?.35t下性能偏大，所以在1.4t損耗及勵(lì)磁有所增加，導(dǎo)致在1.4t下性能偏大。

實(shí)施例1～11在1.35/50hz與1.40/50hz表現(xiàn)出優(yōu)異的軟磁性能；1.35/50hz損耗在0.11w/kg以?xún)?nèi)，1.4t/50hz損耗在0.15w/kg以?xún)?nèi)。

3)應(yīng)力敏感度測(cè)試

上述研究提到非晶材料具有相對(duì)低的不可避免的損耗值，非晶材料在裝配成鐵芯后受外應(yīng)力影響性能會(huì)惡化。本研究建立非晶樣環(huán)受應(yīng)力模型，表征不同成分非晶制品受應(yīng)力產(chǎn)生形變后的性能惡化情況，模擬非晶帶材裝配成變壓器鐵芯受應(yīng)力性能變化。

樣品處理：選取如表3成分的非晶帶材，繞制成內(nèi)徑為50.5mm，外徑為53.5～54mm的樣環(huán)，使用箱式退火爐將樣環(huán)進(jìn)行去應(yīng)力退火，退火選擇在氬氣保護(hù)的氣氛中進(jìn)行。選取不同成分制備的樣帶，按照上述要求制作成樣環(huán)進(jìn)行熱處理，熱處理保溫溫度為325～395℃，每5度作為一個(gè)梯度進(jìn)行熱處理，保溫時(shí)間為60～120min；磁場(chǎng)強(qiáng)度為800～1400a/m。選取上述熱處理過(guò)程中各成分最佳熱處理性能進(jìn)行帶材受應(yīng)力后性能惡化情況實(shí)驗(yàn)。

應(yīng)力的施加通過(guò)計(jì)算圓形帶材縮進(jìn)距離考量，樣環(huán)進(jìn)給量根據(jù)形變系數(shù)公式計(jì)算，如圖1所示，圖1為樣環(huán)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)的模擬試驗(yàn)裝置示意圖，圖2樣環(huán)施加應(yīng)力狀態(tài)的模擬試驗(yàn)裝置示意圖；樣環(huán)在施加應(yīng)力時(shí)，a板固定，在推動(dòng)板b推動(dòng)作用下給定樣環(huán)進(jìn)給量，樣環(huán)受應(yīng)力發(fā)生形變，固定推動(dòng)板b，測(cè)試形變條件下材料的損耗p1和勵(lì)磁功率pe1，使用硅鋼測(cè)試儀測(cè)試樣品在1.35t/50hz下的性能。

初始樣環(huán)(無(wú)形變條件下)內(nèi)徑為d0，性能分別為p0、pe0，形變后內(nèi)徑為d1，性能分別為p1、pe1，定義應(yīng)變系數(shù)＝(d1-d0)*100％/d0，損耗惡化系數(shù)＝(p1-p0)*100％/p0，激磁功率惡化系數(shù)＝(pe1-pe0)/pe0。

綜合考慮選取性能的差異和形變后性能惡化的允許度，本次實(shí)驗(yàn)規(guī)定性能惡化在50％以?xún)?nèi)的為可接受范圍，該性能值對(duì)應(yīng)的樣環(huán)形變量為對(duì)應(yīng)成分材料的最大允許形變系數(shù)值。

如表3可見(jiàn)，由于成分本身的差異其最佳性能略有差異，比較例9性能相對(duì)偏大，其他性能值基本在同一范疇。熱處理溫度優(yōu)于成分差異在345～385℃不等。應(yīng)力實(shí)驗(yàn)均選取各成分退火后最佳性能樣品進(jìn)行應(yīng)力敏感性實(shí)驗(yàn)。

表3不同成分最佳熱處理性能數(shù)據(jù)表

表4不同應(yīng)變系數(shù)下?lián)p耗值及惡化系數(shù)數(shù)據(jù)表

表4不同應(yīng)變系數(shù)下?lián)p耗值及惡化系數(shù)數(shù)據(jù)表(續(xù)表)

表5不同應(yīng)變系數(shù)下勵(lì)磁功率及惡化系數(shù)數(shù)據(jù)表

表5不同應(yīng)變系數(shù)下勵(lì)磁功率及惡化系數(shù)數(shù)據(jù)表(續(xù)表)

表4、表5可以清楚看出，鐵基非晶合金受應(yīng)力影響而發(fā)生一定程度的性能惡化，且性能惡化系數(shù)隨著形變系數(shù)的增加而增大。對(duì)比各成分損耗和勵(lì)磁功率發(fā)現(xiàn)，勵(lì)磁功率的惡化情況明顯超過(guò)其損耗。勵(lì)磁功率允許的惡化系數(shù)為6％，而損耗允許的惡化系數(shù)為10％。也就是說(shuō)，對(duì)非晶帶材施加外應(yīng)力對(duì)勵(lì)磁功率的影響更大。

對(duì)比實(shí)施例和比較例發(fā)現(xiàn)，不同成分受應(yīng)力后性能惡化系數(shù)有較大差異，實(shí)施例4-6、12～13的非晶合金帶材的損耗允許10.0％的應(yīng)變系數(shù)，實(shí)施例4-6、12～13的勵(lì)磁功率允許6％的惡化系數(shù)，綜合考慮性能短板效應(yīng)，實(shí)施例允許的惡化系數(shù)為6％；而比較例損耗和激磁功率的允許的應(yīng)變系數(shù)分別是8％和2％，比較例允許的惡化系數(shù)為2％；由此可見(jiàn)，退火的后非晶帶材實(shí)施例抗應(yīng)力敏感性有明顯優(yōu)勢(shì)，允許更大的形變而保證材料性能在可接受范圍內(nèi)。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。