专利名称：一种低铌含量高饱和磁感软磁材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种低铌含量高饱和磁感软磁材料及其制备方法，属于金属磁性功能材料技术领域。
背景技术：
铁基非晶纳米晶合金是在非晶合金基础之上通过晶化处理开发出的新型纳米晶软磁合金，现已形成铁硅硼铌铜系、铁铌(钽或铪)硼、铁钴铌(钽或铪)硼铜等几大系列。此类合金的突出优点在于兼备了铁基非晶合金的高磁感和钴基非晶合金的高磁导率、低铁损，因此可以代替钴基非晶合金、晶态坡莫合金和铁氧体，在高频电力电子和电子信息领域中具有广泛应用前景，可达到减少体积、降低成本的目的。但是目前市场成熟的产品铁硅硼铌铜系合金的饱和磁感相对较低，难以满足对电子器件产品重量轻、体积小、小型化、高效率的需求，而且含有较大量的金属元素铌，使得原材料的成本相对较高。
发明内容
本发明为解决现有的铁硅硼铌铜系合金产品存在的饱和磁感较低、含有较大量的金属元素铌的问题，进而提供了一种低铌含量高饱和磁感软磁材料及其制备方法。为此，本发明提供了如下的技术方案:一种低铌含量高饱和磁感软磁材料，按物质的重量百分数包括:81.55% 83.39%的铁、1.00% 1.01% 的铜、0.37% 1.82% 的铌、11.67%_14.94% 的磷化三铁和 2.12%_2.14%的硼。一种低铌含量高饱和磁感软磁材料的制备方法，包括:将冶炼炉预热后，加入预定量的铁，将铁加热至完全熔化并沸腾5 15分钟；将预定量的铜、硼、磷化三铁和铌加入到熔化状态的铁水中形成混合金属，将所述混合金属加热至熔化状态并沸腾预定时间；将熔化状态的所述混合金属倒入冷却槽速冷，形成母合金；将所述母合金通过喷带机熔化后，再通过甩带法制得非晶薄带。本发明通过改变生产带材的合金材料成分配比和生产工艺，不仅提高了材料的饱和磁感强度而且降低了生产成本，从而达到提高产品的性价比的目的；本发明制备出的带材具有较好的非晶形成能力，表面的光洁度优良，具有良好的软磁性能。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的具体实施方式
提供了 一种低铌含量高饱和磁感软磁材料，按物质的重量百分数包括:81.55% 83.39%的铁、1.00% 1.01%的铜、0.37% 1.82%的铌、
11.67%-14.94% 的磷化三铁和 2.12%_2.14% 的硼。本发明的具体实施方式
还提供了一种低铌含量高饱和磁感软磁材料的制备方法，包括:将冶炼炉预热后，加入预定量的铁，将铁加热至完全熔化并沸腾5 15分钟；将预定量的铜、硼、磷化三铁和铌加入到熔化状态的铁水中形成混合金属，将所述混合金属加热至熔化状态并沸腾预定时间；将熔化状态的所述混合金属倒入冷却槽速冷，形成母合金；将所述母合金通过喷带机熔化后，再通过甩带法制得非晶薄带。本具体实施方式
提供的制备方法是采用单辊快淬法制备合金的非晶带。熔炼出来的铸锭经过破碎成为可以装入石英管中的适当大小形状，随后取适量块体样品装入扁口石英管中。在铜辊的高速旋转下，使熔体能够在大气环境中急速冷却形成非晶态结构。石英管口呈长方形，其中长边方向保持与铜辊旋转方向垂直，并且与铜辊表面间距控制在1.5mm左右，石英管内块状铸锭被感应加热至熔融状态，然后在适当氩气的压力下喷射出扁口石英管，并在高速旋转的铜辊上迅速冷却形成光亮的非晶带。优选的，加入的铜、硼、磷化三铁和铌都是装在真空中频炉或者真空高频炉的不同料斗里面，然后根据熔炼时间通过振动斗，进入坩埚的。铜、硼、磷化三铁和铌合金的加料顺序是按体积从大到小。以下通过具体的实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明保护的技术特征并不限于这些实施例。实施例1本实施例的铁基非晶纳米晶合金带材的制备方法，包括以下步骤:(I)按重量百分数，将冶炼炉预热后，加入铁81.55%，加热至铁完全熔化并沸腾10分钟左右；(2)加入铜1.01%,硼2.14%，磷化三铁14.94%到铁水中，加热至混合金属完全熔化，并沸腾15分钟左右，使得所加入的材料与铁水充分融合；(3)将铌0.37%加入到步骤(2)的混合金属中，加热至完全熔化，并沸腾20分钟左右，使得加入的材料与铁水充分融合；(4)将步骤(3)中熔融的混合金属倒入冷却槽速冷，形成母合金；(5)将母合金通过喷待机熔化后，通过甩带法制得非晶薄带，以上均按重量计算。实施例2本实施例的铁基非晶纳米晶合金带材的制备方法，包括以下步骤:(I)按重量百分数，将冶炼炉预热后，加入铁82.23%，加热至铁完全熔化并沸腾10分钟左右；(2)加入铜1.00%,硼2.13%，磷化三铁13.72%到铁水中，加热至混合金属完全熔化，并沸腾15左右分钟，使得所加入的材料与铁水充分融合；(3)将铌0.92%加入到步骤(2)的混合金属中，加热至完全熔化，并沸腾20分钟左右，使得加入的材料与铁水充分融合；(4)将步骤(3)中熔融的混合金属倒入冷却槽速冷，形成母合金；
(5)将母合金通过喷待机熔化后，通过甩带法制得非晶薄带，以上均按重量计算。实施例3本实施例的铁基非晶纳米晶合金带材的制备方法，包括以下步骤:(I)按重量百分数，将冶炼炉预热后，加入铁83.39%，加热至铁完全熔化并沸腾10分钟左右；(2)加入铜1.00%,硼2.12%，磷化三铁11.67%到铁水中，加热至混合金属完全熔化，并沸腾15分钟左右，使得所加入的材料与铁水充分融合；(3)将铌1.82%加入到步骤(2)的混合金属中，加热至完全熔化，并沸腾20分钟左右，使得加入的材料与铁水充分融合；(4)将步骤(3)中熔融的混合金属倒入冷却槽速冷，形成母合金；(5)将母合金通过喷待机熔化后，通过甩带法制得非晶薄带，以上均按重量计算。采用本具体实施方式
提供的技术方案，提高了非晶纳米晶材料的饱和磁感应强度，提高非晶纳米晶材料的综合磁学性能，该磁性材料极大满足了对电子器件的小型化、节能化、高效率的要求。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种低铌含量高饱和磁感软磁材料，其特征在于，按物质的重量百分数包括:81.55% 83.39% 的铁、1.00% 1.01% 的铜、0.37% 1.82% 的铌、11.67%_14.94% 的磷化三铁和2.12%-2.14%的硼。
2.一种如权利要求1所述的低铌含量高饱和磁感软磁材料的制备方法，其特征在于，包括: 将冶炼炉预热后，加入预定量的铁，将铁加热至完全熔化并沸腾5 15分钟； 将预定量的铜、硼、磷化三铁和铌加入到熔化状态的铁水中形成混合金属，将所述混合金属加热至熔化状态并沸腾预定时间； 将熔化状态的所述混合金属倒入冷却槽速冷，形成母合金； 将所述母合金通过喷带机熔化后，再通过甩带法制得非晶薄带。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述将预定量的铜、硼、磷化三铁和铌加入到熔化状态的铁水中形成混合金属，将所述混合金属加热至熔化状态并沸腾预定时间包括: 将预定量的铜、硼和磷化三铁加入到熔化状态的铁水中，加热至熔化状态并沸腾10 20分钟； 将预定量的铌加入到熔化状态的铁水中形成混合金属，将所述混合金属加热至熔化状态并沸腾15 25分钟。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，加入的铜、硼、磷化三铁和铌都是装在真空中频炉或者真空高频炉的不同料斗里面，然后根据熔炼时间通过振动斗，进入坩埚的。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，铜、硼、磷化三铁和铌合金的加料顺序是按体积从大到小。
全文摘要
本发明提供了一种低铌含量高饱和磁感软磁材料及其制备方法，所述材料按物质的重量百分数包括81.55%～83.39%的铁、1.00%～1.01%的铜、0.37%～1.82%的铌、11.67%-14.94%的磷化三铁和2.12%-2.14%的硼。所述制备方法包括将冶炼炉预热后，加入预定量的铁，将铁加热至完全熔化并沸腾5～15分钟；将预定量的铜、硼、磷化三铁和铌加入到熔化状态的铁水中形成混合金属，将所述混合金属加热至熔化状态并沸腾预定时间；将熔化状态的所述混合金属倒入冷却槽速冷，形成母合金；将所述母合金通过喷带机熔化后，再通过甩带法制得非晶薄带。本发明提高了非晶纳米晶材料的饱和磁感应强度，提高非晶纳米晶材料的综合磁学性能，该磁性材料极大满足了对电子器件的小型化、节能化、高效率的要求。
文档编号C22C45/02GK103198914SQ201310136458
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日
发明者张泽强, 连江滨, 廖有良, 吕宝顺, 王倩 申请人:北矿磁材科技股份有限公司