一種鐵基軟磁非晶合金及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，是一種新的鐵基軟磁非晶合金及其制備工藝。本發(fā)明鐵基軟磁非晶合金，含有磷和硼，其特征是合金中各元素的原子百分比滿足以下條件：77≤鐵≤81；8≤硼≤10；9≤磷≤14。硼以鐵硼中間合金的方式加入，磷以鐵磷中間合金的方式加入。本發(fā)明生產(chǎn)成本低、工藝簡單；制備的軟磁非晶合金具有飽和磁化強(qiáng)度高的特點(diǎn)，適合用于變壓器鐵芯，例如配電變壓器、中頻變壓器等。
【專利說明】一種鐵基軟磁非晶合金及其制備工藝
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】：本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及了一種新的鐵基軟磁非晶合金 及其制備工藝。

【背景技術(shù)】 [0002] ：鐵基非晶態(tài)合金具有矯頑力低、磁導(dǎo)率高、電阻率高等特點(diǎn)，將其制成 變壓器，比硅鋼變壓器空載節(jié)能60-80%，同時(shí)減少了二氧化碳、二氧化硫等的排放量，是 目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器材料。但目前開發(fā)的鐵基非晶合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度較 低，造成非晶產(chǎn)品的體積較大，材料使用量和成本增加，加之非晶材料價(jià)格較高，導(dǎo)致非晶 與硅鋼產(chǎn)品相比價(jià)格優(yōu)勢并不明顯。要獲得高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，需要降低非鐵磁性的其它 組元（如Zr、Mo、類金屬等）的含量，保證較高的鐵含量。而鐵含量越高，沒有其它元素的 合金化，鐵基非晶合金的非晶形成能力相對較低，這與追求優(yōu)異的磁性能相矛盾。因此尋找 能提高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的元素配比，同時(shí)又不降低鐵基非晶的形成能力是鐵基非晶軟磁性 材料研發(fā)的難點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] ：本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、飽和磁 化強(qiáng)度高的鐵基軟磁非晶合金及其制備工藝。
[0004] 本發(fā)明是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種鐵基軟磁非晶合金，含有磷和硼，其特征是合金中各元素的原子百分比滿足 以下條件：77彡鐵彡81 ;8彡硼彡10 ;9彡磷彡14。
[0006] 上述鐵基軟磁非晶合金的制備工藝，其特征是包括以下步驟：
[0007] (1)首先按成分配比Fe77_81B8_ 1(lP9-14稱取純鐵、鐵磷中間合金、鐵硼中間合金；鐵磷 中間合金中磷的質(zhì)量百分比為25. 3%，鐵硼中間合金中鵬的質(zhì)量百分比為17% ;
[0008] (2)在高純氬氣保護(hù)氣氛中的真空電弧爐中進(jìn)行熔煉，熔煉電流為250-500A，每 一堝料熔化至少三次，第二次及以后熔煉時(shí)加磁攪拌，保證成分分布均勻；
[0009] (3)熔化結(jié)束后取出錠料，并將表面打光，以備熔體甩帶實(shí)驗(yàn)用；
[0010] (4)采用高頻重熔甩帶設(shè)備、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，將小塊錠料放入底端帶有小孔的 石英管中進(jìn)行甩帶，甩帶過程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。
[0011] 上述鐵基非晶合金的制備工藝，其特征是步驟⑵中真空熔煉的真空度為 2-3 X l(T3Pa ;步驟（4)中石英管上小孔的直徑為1. 2-1. 5mm ;甩帶過程中熔體的噴射壓力為 0. 3Mpa以上；熔體的噴射溫度為1250-1300°C ;甩帶用鑰輪或銅輥尺寸為直徑220mm，使用 銅輥時(shí)轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分及以上，使用鑰輪時(shí)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分及以上。
[0012] 本發(fā)明通過合理的成分配比和工藝，可以制得鐵基軟磁非晶薄帶。其中Fe79P 8B13 和Fe77P9B14鑄態(tài)非晶帶的飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到166emu/g，相較于傳統(tǒng)的非晶變壓器材料 Fe78Si9B13(飽和磁化強(qiáng)度為162emu/g)具有飽和磁化強(qiáng)度高、非晶形成能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】：
[0013] 下面給出本發(fā)明的三個(gè)最佳實(shí)施例：
[0014] 實(shí)施例1
[0015] (1)原材料為純鐵（99. 99% )、鐵磷中間合金（P質(zhì)量百分比為25. 3% )、鐵硼中間
【權(quán)利要求】
1. 一種鐵基軟磁非晶合金，含有磷和硼，其特征是合金中各元素的原子百分比滿足以 下條件：77彡鐵彡81 ;8彡硼彡10 ;9彡磷彡14。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鐵基軟磁非晶合金的制備工藝，其特征是包括以下步驟： ⑴首先按成分配比Fe77_ 81B8_1(lP9-14稱取純鐵、鐵磷中間合金、鐵硼中間合金原料；鐵磷 中間合金中磷的質(zhì)量百分比為25. 3%，鐵硼中間合金中硼的質(zhì)量百分比為17% ; (2) 在高純氬氣保護(hù)氣氛中的真空電弧爐中進(jìn)行熔煉，熔煉電流為250-500A，每一堝 料熔化至少三次，第二次及以后熔煉時(shí)加磁攪拌，保證成分分布均勻； (3) 熔化結(jié)束后取出錠料，并將錠料表面打光，以備熔體甩帶實(shí)驗(yàn)用； (4) 采用高頻重熔甩帶設(shè)備、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，將小塊錠料放入底端帶有小孔的石英 管中進(jìn)行甩帶，甩帶過程在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵基非晶合金的制備工藝，其特征是步驟（2)中真空熔煉的 真空度為2-3 X l(T3Pa ;步驟（4)中石英管上小孔的直徑為1. 2-1. 5mm ;甩帶過程中熔體的 噴射壓力為〇. 3Mpa以上；熔體的噴射溫度為1250-1300°C ;甩帶用鑰輪或銅輥尺寸為直徑 220mm，使用銅輥時(shí)轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分及以上，使用鑰輪時(shí)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分及以上。
【文檔編號(hào)】H01F1/153GK104064308SQ201410347278
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】李雪蓮, 王麗 申請人:山東大學(xué)（威海）