一種鐵鎳基軟磁材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉一種鐵鎳基軟磁材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自問(wèn)世以來(lái)，非晶軟磁性合金立即引起引起了人們的極大重視，是近幾十年來(lái)材料研究的熱點(diǎn)之一。非晶軟磁合金因其原子不規(guī)則排列、非周期性、沒(méi)有晶粒晶界的存在，磁疇的釘扎點(diǎn)或釘扎線少，磁晶各向異性很小，顯示良好的軟磁特性:矯頑力小、磁導(dǎo)率高、磁感應(yīng)強(qiáng)度高、電阻率高、損耗小、頻率特性好。
[0003]與Fe基非晶合金相比，添加Ni制成的鐵鎳基非晶合金的磁致伸縮系數(shù)和磁晶各向異性常數(shù)更小，軟磁性能更加優(yōu)異。鐵鎳基非晶軟磁合金是投入使用最早，也是目前應(yīng)用量最大的非晶軟磁材料之一，它具有矯頑力小，磁導(dǎo)率較高，頻率特性好，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，常用來(lái)替代坡莫合金，主要用在高精度，高靈敏度器件上。
[0004]現(xiàn)有的非晶軟磁合金，改善軟磁性能和力學(xué)性能常常相互制約，很難同時(shí)提高合金的各個(gè)性能。然而，在很多領(lǐng)域應(yīng)用，都要求FeNi基非晶軟磁合金必須同時(shí)具有高非晶形成能力，優(yōu)異的磁性能和力學(xué)性能，尤其是需要較大塑性變形能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種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、高抗磁飽和特性和良好的力學(xué)性能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種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:Fe__a_b_e_d_e_f)NiaSibAleCedBeNbf，其中:a=15-20，b=3-4, c=10-15, d=l-2, e=3_5, f=l-3 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 Fe、N1、S1、Al、Ce、B 和 Nb，按 FeGmdNkSibAleCedBeNbf合金成分以原子百分比稱量并配料，鈰以鐵鈰合金的方式加入；將真空電弧熔煉爐預(yù)熱后，通入1-2個(gè)大氣壓的氬氣，加入上述原料，反復(fù)熔煉4-5次，注入模具冷卻為母合金錠，形成母合金；
(2)制備非合金帶
將母合金錠破碎，并將母合金放入真空電弧熔煉爐中重熔，然后將所屬母合金放入高真空單輥旋淬爐中，旋淬出晶納米晶軟磁合金帶，其中，高真空單輥旋淬爐的噴嘴到銅輥之間距離為l_2mm，銅輥的線速度為20-35m/s，噴嘴的噴注壓強(qiáng)為1.5_2Mpa，單輥旋淬爐真空度優(yōu)于5 X10_4Pa，軟磁合金帶的厚度為20-25 μ m，寬度為20_30mm ;
(3)制備軟磁材料產(chǎn)品
將上述合金帶氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨時(shí)并采用氬氣保護(hù)的方式防止混合粉末氧化，最后得到粒徑為1-3 μ m的粉體；
將上述粉體壓制成預(yù)定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以10_15°C /min的升溫速度升溫至800-950°C，保溫3-4h后，以15_20°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發(fā)明的軟磁材料。
[0007]本發(fā)明制備的軟磁材料，采用鐵鎳為主體材料以提高導(dǎo)磁率，往其中添加較大比例鋁，以提升材料的延展性，使得材料的力學(xué)性能，特別是可塑性提高，適當(dāng)添加硅鈰硼鈮元素，以改善材料的抗磁飽和能力。
【具體實(shí)施方式】
[0008]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=Fe67Ni15Si3AliciCe1B3Nb115
[0009]將純度大于99.9%的原料Fe、N1、S1、Al、Ce、B和Nb，按？667祖1與#11(^山3他1合金成分以原子百分比稱量并配料，鈰以鐵鈰合金的方式加入；將真空電弧熔煉爐預(yù)熱后，通入I個(gè)大氣壓的氬氣，加入上述原料，反復(fù)熔煉4次，注入模具冷卻為母合金錠，形成母合金。
[0010]將母合金錠破碎，并將母合金放入真空電弧熔煉爐中重熔，然后將所屬母合金放入高真空單輥旋淬爐中，旋淬出晶納米晶軟磁合金帶，其中，高真空單輥旋淬爐的噴嘴到銅輥之間距離為1mm，銅輥的線速度為20m/s，噴嘴的噴注壓強(qiáng)為1.5Mpa，單輥旋淬爐真空度優(yōu)于5 X10_4Pa，軟磁合金帶的厚度為20 μ m，寬度為20mm。
[0011]將上述合金帶氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨時(shí)并采用氬氣保護(hù)的方式防止混合粉末氧化，最后得到粒徑為1-3 μ m的粉體。
[0012]將上述粉體壓制成預(yù)定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以10°C /min的升溫速度升溫至800°C，保溫4h后，以15°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發(fā)明的軟磁材料。
[0013]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:Fe51Ni2(lSi4Al15Ce2B5Nb3。
[0014]將純度大于99.9% 的原料 Fe、N1、S1、Al、Ce、B 和 Nb，按？651祖2(^411506#5他3合金成分以原子百分比稱量并配料，鈰以鐵鈰合金的方式加入；將真空電弧熔煉爐預(yù)熱后，通入2個(gè)大氣壓的氬氣，加入上述原料，反復(fù)熔煉5次，注入模具冷卻為母合金錠，形成母合金。
[0015]將母合金錠破碎，并將母合金放入真空電弧熔煉爐中重熔，然后將所屬母合金放入高真空單輥旋淬爐中，旋淬出晶納米晶軟磁合金帶，其中，高真空單輥旋淬爐的噴嘴到銅輥之間距離為2mm，銅輥的線速度為35m/s，噴嘴的噴注壓強(qiáng)為2Mpa，單輥旋淬爐真空度優(yōu)于5X10_4Pa，軟磁合金帶的厚度為25 μ m，寬度為30mm。
[0016]將上述合金帶氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨時(shí)并采用氬氣保護(hù)的方式防止混合粉末氧化，最后得到粒徑為1-3 μ m的粉體。
[0017]將上述粉體壓制成預(yù)定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以15°C /min的升溫速度升溫至950°C，保溫3h后，以20°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發(fā)明的軟磁材料。
[0018]比較例將純度不低于99.9 %(質(zhì)量百分比)的工業(yè)原材料按Fe4tlNi4tlB16Mo3Nb1成分配料約60 g ；將清洗干凈的原材料放入WS-4型非自耗真空電弧熔煉爐內(nèi)，熔煉氣氛為略大于一個(gè)大氣壓的氬氣保護(hù)，熔煉電流250A — 350A，為保證合金成分的均勻性，反復(fù)熔煉4次，每次熔煉時(shí)間為I min，經(jīng)電弧熔煉制備出成分均勻的母合金鑄錠；將鑄錠敲碎，放入石英試管中，采用單輥甩帶法制備出寬2 ~ 4 mm，厚20 ~ 40 μ m的非晶合金薄帶；采用SK2-4-10型管式退火爐，在Ar氣的保護(hù)下，非晶薄帶在320°C ~350°C等溫退火一個(gè)小時(shí)，隨后在Ar氣保護(hù)下出爐冷卻。將合金帶卷繞剪切成預(yù)定尺寸和形狀的軟磁材料。
[0019]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)試結(jié)果顯示:實(shí)施例1-2得到的軟磁材料的導(dǎo)磁率和抗磁飽和強(qiáng)度比較例的軟磁材料分別提高15%和20%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種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:Fe__a_b_c_d_e_f)NiaSibAlcCedBeNbf，其中:a=15_20，b=3_4，c=10_15，d=l_2，e=3_5，f=l_3 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 Fe、N1、S1、Al、Ce、B 和 Nb，按 FeGmdNkSibAleCedBeNbf合金成分以原子百分比稱量并配料，鈰以鐵鈰合金的方式加入；將真空電弧熔煉爐預(yù)熱后，通入1-2個(gè)大氣壓的氬氣，加入上述原料，反復(fù)熔煉4-5次，注入模具冷卻為母合金錠，形成母合金； (2)制備非合金帶 將母合金錠破碎，并將母合金放入真空電弧熔煉爐中重熔，然后將所屬母合金放入高真空單輥旋淬爐中，旋淬出晶納米晶軟磁合金帶，其中，高真空單輥旋淬爐的噴嘴到銅輥之間距離為l_2mm，銅輥的線速度為20-35m/s，噴嘴的噴注壓強(qiáng)為1.5_2Mpa，單輥旋淬爐真空度優(yōu)于5 X10_4Pa，軟磁合金帶的厚度為20-25 μ m，寬度為20_30mm ; (3)制備軟磁材料產(chǎn)品 將上述合金帶氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨時(shí)并采用氬氣保護(hù)的方式防止混合粉末氧化，最后得到粒徑為1-3 μ m的粉體； 將上述粉體壓制成預(yù)定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以10_15°C /min的升溫速度升溫至800-950°C，保溫3-4h后，以15_20°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發(fā)明的軟磁材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種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：Fe(100-a-b-c-d-e-f)NiaSibAlcCedBeNbf，其中：a=15-20，b=3-4，c=10-15，d=1-2，e=3-5，f=1-3該方法包括如下步驟：（1）熔鑄母合金，（2）制備非合金帶，（3）制備軟磁材料產(chǎn)品。本發(fā)明制備的軟磁材料，采用鐵鎳為主體材料以提高導(dǎo)磁率，往其中添加較大比例鋁，以提升材料的延展性，使得材料的力學(xué)性能，特別是可塑性提高，適當(dāng)添加硅鈰硼鈮元素，以改善材料的抗磁飽和能力。
【IPC分類】C22C38-12, H01F1-147, C22C33-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104593670
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510022775
【發(fā)明人】陳紅
【申請(qǐng)人】陳紅
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月17日