一種軟磁鐵基非晶合金制品及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種軟磁鐵基非晶合金制品及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鐵基非晶合金除了具有優(yōu)異的力學(xué)性能，在軟磁性能上也表現(xiàn)出高磁飽和強(qiáng)度、低矯頑力和低剩余磁化強(qiáng)度等優(yōu)異性能是其他材料不可替代的。但此類鐵基非晶合金經(jīng)常工作在腐蝕環(huán)境(酸性、中性和堿性環(huán)境)中，往往由于其抗腐蝕性能不佳造成材料失效，使得工作器件損壞，不能較好地滿足實(shí)際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的傳統(tǒng)的鐵基非晶合金存在的抗腐蝕性能差，不能較好地滿足實(shí)際需求的技術(shù)問題而提供一種軟磁鐵基非晶合金制品，該軟磁鐵基非晶合金制品在堿性環(huán)境當(dāng)中具有良好耐腐蝕性能，能夠有效提高工作器件的使用壽命，避免頻繁的更換，滿足實(shí)際需求。
[0004]本發(fā)明的目的之二是提供上述一種軟磁鐵基非晶合金制品的制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)原理
稀土元素Y可以作為鋼鐵的精煉劑，一些研宄表明Y具有優(yōu)先和腐蝕性原子結(jié)合的能力能夠有效保護(hù)鐵不被腐蝕。根據(jù)傳統(tǒng)摻雜理論，在合金中參雜Y元素能夠提高合金的抗腐蝕性能。非金合金是一種新型材料，由于其原子排布的特殊性使之具有特殊的性能，一些適合傳統(tǒng)金屬的參雜理論對于非晶合金也不會(huì)完全使用。本發(fā)明通過在鐵基非晶合金中摻雜Y元素得到新型鐵基非晶合金。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案
一種軟磁鐵基非晶合金制品，其寬度為3-10mm，厚度約15?30 μ m，所述的軟磁鐵基非晶合金制品按原子百分比計(jì)算，由72?73.5%的Fe、0.5?1%的Cu、l?3%的Nb、ll?13%的S1、8?9%的B和0.5?7.5%的Y組成，優(yōu)選為由72?73.5%的Fe、0.5?1%的Cu、1.5?3%的Nb、12?13%的Si,9%的B和0.5?5%的Y組成。
[0007]上述的一種軟磁鐵基非晶合金制品的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、將高純度的Fe、Cu、Nb、S1、B和Y粉，按原子百分比計(jì)算，將72?73.5%的Fe、0.5?1%的Cu、I?3%的Nb、11?13%的S1、8?9%的B和0.5?7.5%的Y，將高純度的Fe,Cu,Nb,Si,B和Y粉在電弧熔煉爐中控制真空度為5.5X 10_4pa，打開電弧電源控制電弧電流在200-250A并使用鎢電極磁力攪拌熔融金屬液體2-4min，待熔融金屬液體混合均勻后關(guān)閉電弧電源并自然冷卻；
重復(fù)上述熔煉過程的4-8次，得到母合金；
(2)、將步驟(I)所得的母合金，放入高真空單輥旋淬爐中，控制真空度為5.5X 10_4pa，銅輥轉(zhuǎn)速為3800-4200r/min、電磁感應(yīng)線圈電流為30-45A，待母合金完全熔融后經(jīng)氬氣壓強(qiáng)作用，將熔融的合金噴鑄到銅輥上，得到軟磁鐵基非晶合金制品； 所述的高真空單輥旋淬爐，銅輥直徑為20cm、噴嘴到銅輥之間距離為0.5-0.6mm，銅輥的線速度為39-44m/s，噴注壓強(qiáng)為0.6Mpa。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種Fe-Cu-Nb-S1-B-Y非晶合金制品，由于在傳統(tǒng)鐵基非晶材料當(dāng)中加入了稀土元素Y，有效地提高了該種合金在堿性環(huán)境當(dāng)中的耐腐蝕性能。
【附圖說明】
[0009]圖1、實(shí)施例1所得的軟磁鐵基非晶合金制品的XRD的衍射圖譜；
圖2、實(shí)施例1所得的厚度為15 μπι，寬度為3mm的軟磁鐵基非晶合金制品與傳統(tǒng)鐵基非晶合金Fe73.5CUlNb3Si13.5B9在質(zhì)量百分比濃度為3%的NaCl水溶液中的極化工作曲線；
圖3、實(shí)施例2所得的厚度為20 μπι，寬度為5_的軟磁鐵基非晶合金制品與傳統(tǒng)鐵基非晶合金Fe73.5CUlNb3Si13.5B9在質(zhì)量百分比濃度為5%的NaOH水溶液中的極化工作曲線。
具體實(shí)施例
[0010]下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0011 ] 本發(fā)明的實(shí)施例中對軟磁鐵基非晶合金制品進(jìn)行耐腐蝕性測試的方法，步驟如下:
以軟磁鐵基非晶合金制品為工作電極，以鉑絲電極為對電極，以甘汞電極為參比電極，連接到電化學(xué)工作站，將工作電極置于腐蝕介質(zhì)中(腐蝕介質(zhì)分為酸性、中性、堿性三種，其中酸性腐蝕介質(zhì)為體積百分比濃度為5-10%的HCl水溶液；中性腐蝕介質(zhì)為濃度為
1-10%的NaCl水溶液；堿性腐蝕介質(zhì)為濃度為1-5%的NaOH水溶液)。最后按順序分別測試開路電位以及極化曲線。開路電位測試時(shí)間為2400-3600s ;測試阻抗時(shí)頻率范圍設(shè)置為10mHz-1OOkHz ;極化曲線電勢 Etl設(shè)置為-0.5V (vs open circuit potential )，E 丨設(shè)置為0.5V (vs open circuit potential )，掃描速度為 0.l_2mV/s。
[0012]實(shí)施例1
一種軟磁鐵基非晶合金制品，其厚度為15 μ m，寬度為3mm，所述的軟磁鐵基非晶合金制品按原子百分比計(jì)算，由73.5%的Fe、l%的Cu,3%的NbU3%的Si,9%的B和0.5%的Y組成。
[0013]上述的一種軟磁鐵基非晶合金制品的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、將高純度(純度大于99.99%)的Fe、Cu、Nb、S1、B和Y粉，按原子百分比計(jì)算，F(xiàn)e 為 73.5%、Cu 為 1%、Nb 為 3%、Si 為 13%、B 為 9%、Y 為 0.5%，將高純度的 4.1438gFe、0.2844gCu、0.2809gNb、0.3665gS1、0.0997gB 和 0.0488gY 粉在電弧熔煉爐中控制真空度為5.5X 10_4pa，打開電弧電源，控制電弧電流在200-250A并使用鎢電極磁力攪拌熔融金屬
2-4min，待熔融金屬液體混合均勻后關(guān)閉電弧電源并自然冷卻；
重復(fù)上述的熔煉過程6次，得到母合金；
(2)、將步驟(I)所得的母合金，放入銅輥直徑為20cm、噴嘴到銅輥之間距離為0.5mm，銅輥的線速度為42m/s，噴注壓強(qiáng)為0.6Mpa的高真空單輥旋淬爐中，控制真空度為5.5X 10_4pa，銅棍轉(zhuǎn)速為4010r/min、電磁感應(yīng)線圈電流為42A進(jìn)行旋淬，待母合金完全恪融后經(jīng)氬氣壓強(qiáng)作用下，將熔融的合金噴鑄到銅輥上，得到厚度為15 μ m，寬度為3mm的軟磁鐵基非晶合金制品即Fe73^Cu1Nb3Si13B9Y0 5o
[0014]采用德國BRUKER公司的D8ADVANCZ XRD射線衍射儀對上述所得的軟磁鐵基非晶合金制品即Fe73.5CUlNb3Si13B9YQ.5進(jìn)行X射線(XRD)檢測，所得的XRD的衍射圖譜如圖1所示，從圖1可以看出，顯示出彌散的衍射峰，即軟磁鐵基非晶合金制品即Fe7I5Cu1Nb3Si13B9Υα5合金均具有強(qiáng)的玻璃形成能力。
[0015]對上述所得的厚度為15 μπι，寬度為3mm的軟磁鐵基非晶合金制品即Fe7I5Cu1Nb3Si13B9YQ.5與傳統(tǒng)鐵基非晶合金Fe R5Cu1Nb3Si13.5B9在質(zhì)量百