非晶合金体由紧密套 接在一起的第一非晶合金单元、第二非晶合金单元W及第=非晶合金单元组成。第一非晶 合金单元、第二非晶合金单元、第=非晶合金单元均呈中空圆筒状。设Y轴方向沿着该非晶 合金体的厚度方向，则沿着Y轴正方向，依次为第一非晶合金单元、第二非晶合金单元、第 =非晶合金单元。并且，第一非晶合金单元、第二非晶合金单元、第=非晶合金单元沿X轴 方向的宽度不相同；第一非晶合金单元、第二非晶合金单元、第=非晶合金单元沿Y轴方向 的厚度不相同。
[0047] 该巧铁还包括设置在非晶合金体外围的封装层，用于将该轴1与非晶合金体与外 界相隔离。该封装层为两层结构，由设置在轴1与非晶合金体外围的第一封装层，W及设置 在第一封装层外围的第二封装层组成。第一封装层为环氧树脂层，第二封装层为聚缩醒树 脂层。
[0048] W下将该巧铁称为非晶合金巧铁，该非晶合金巧铁的制备方法如下：
[0049] (1)根据图1所示的非晶合金体的结构，准备不同宽度的铁基非晶合金带材；第一 铁基非晶合金子带材3,其宽度与第一非晶合金单元沿X轴方向的宽度相同；第二铁基非晶 合金子带材4,其宽度与第二非晶合金单元沿X轴方向的宽度相同；第=铁基非晶合金子带 材5,其宽度与第S非晶合金单元沿X轴方向的宽度相同；
[0050] (2)沿X轴方向放置轴1，沿Y轴将第一铁基非晶合金子带材3绕行在轴1上，直 到其厚度达到第一非晶合金单元沿Y轴方向的厚度，得到第一非晶合金单元；
[0化1] 将第二铁基非晶合金子带材4绕行在第一非晶合金单元上，直到其厚度达到第二 非晶合金单元沿Y轴方向的厚度，得到第二非晶合金单元；
[0化2] 将第=铁基非晶合金子带材5绕行在第二非晶合金单元上，直到其厚度达到第= 非晶合金单元沿Y轴方向的厚度，得到第=非晶合金单元；该第一非晶合金单元、第二非晶 合金单元W及第=非晶合金单元组成非晶合金体；
[005引 做将步骤似得到的非晶合金体进行退火热处理；在氣气或氮气热处理炉中，首 先W3~10°C/s升温速率升温至320~420°C，保温0. 5~化，然后随炉冷却至室温或降 温至200°C后空冷；
[0化4] (4)将环氧树脂涂覆在经步骤（3)处理后的非晶合金体表面与轴1的两侧表面， 固化后得到第一封装层；然后，将聚缩醒树脂涂覆在第一封装层表面，固化后得到第二封装 层。
[0化5] 通过直流B-H仪测试上述制得的非晶合金巧铁的矫顽力，将测试结果与具有相同 结构的软磁不诱钢巧铁的矫顽力进行对比，如图2所示，显示该非晶合金巧铁的矫顽力为 5. 6A/m，远小于软磁不诱钢巧铁的矫顽力。
[0化6] 通过直流B-H仪测试上述制得的非晶合金巧铁在不同励磁场下的磁化曲线，将测 试结果与具有相同结构的软磁不诱钢巧铁在不同励磁场下的磁化曲线进行对比，如图3所 示，显示该非晶合金巧铁在2. 50e、lOOe励磁场下的磁感应强度分别为1.lOe、1. 410e，远高 于软磁不诱钢巧铁在300e励磁场下的磁感应强度。
[0化7] 因此，本实施例1中的非晶合金巧铁具有优异的软磁性能，在较低的磁化场下即 可实现很高的磁感应强度，采用该非晶合金巧铁的电磁阀的铁励磁线圈应数少、电流小，可 实现低能耗。
[005引通过维氏硬度仪测试该非晶合金巧铁的维氏硬度，将测试结果与具有相同结构的 软磁不诱钢巧铁的维氏硬度进行对比，如下表所示：
[0059]
[0060] 表明该非晶合金巧铁的硬度远高于具有相同结构的软磁不诱钢巧铁。因此，若不 采取低硬度材料对该非晶合金巧铁进行封装，电磁阀中的其他元件将被磨损，导致电磁阀 寿命减少。
[0061] 对上述步骤（3)处理后得到的未经封装的非晶合金巧铁进行撞击实验，如图4所 示，该未经封装的非晶合金巧铁外围出现断裂和破碎。
[0062] 通过万能试验机对上述步骤（4)处理后得到的经封装的非晶合金巧铁进行压缩 实验，结果如图5所示，显示该经封装的非晶合金巧铁具有很高的强度，可满足电磁阀的受 力和冲击要求。
[0063] 实施例2 ;
[0064] 本实施例提供了一种用于电磁铁的巧铁。该巧铁结构与实施例1中的巧铁结构基 本相同，所不同的是轴1为环氧树脂材料。
[00化]该巧铁的制备方法与实施例1中的制备方法基本相同，所不同的是轴1为环氧树 脂材料。
[0066] 实施例3 ;
[0067] 本实施例提供了一种用于电磁铁的巧铁。该巧铁的结构如图6所示，该结构与实 施例2中的巧铁结构基本相同，所不同的该巧铁还包括连接体2,该连接体2的一端穿过封 装层与轴1相连接，另一端用于连接其他功能单元，通过该连接体2能够实现巧铁与外界其 他功能单元的功能连接，例如电连接等。
[0068] 该巧铁的制备方法与实施例2中的制备方法基本相同，所不同的是步骤（2)中首 先采用不诱钢轴，将第一非晶合金子带材绕行在该不诱钢轴上，在步骤（3)中经退火热处 理后取出该不诱钢轴，然后灌注环氧树脂形成环氧树脂轴。该制备方法具体如下：
[0069] (1)与实施例1中的步骤（1)相同；
[0070] (2)将第一铁基非晶合金子带材3绕行在不诱钢轴上，直到其厚度达到第一非晶 合金单元沿Y轴方向的厚度，得到第一非晶合金单元；
[0071] 将第二铁基非晶合金子带材4绕行在第一非晶合金单元上，直到其厚度达到第二 非晶合金单元沿Y轴方向的厚度，得到第二非晶合金单元；
[0072] 将第=铁基非晶合金子带材5绕行在第二非晶合金单元上，直到其厚度达到第= 非晶合金单元沿Y轴方向的厚度，得到第=非晶合金单元；该第一非晶合金单元、第二非晶 合金单元w及第=非晶合金单元组成非晶合金体；
[007引 做与实施例1中的步骤做相同；
[0074] (4)取出不诱钢轴，得到中空轴，在其中灌注环氧树脂，同时将连接体2 -端插入 该环氧树脂中，另一端裸露在外，然后固化；
[0075] (5)在经步骤（4)处理后的非晶合金体表面与环氧树脂轴的两侧表面涂覆环氧树 月旨，固化后得到第一封装层；然后，将聚缩醒树脂涂覆在第一封装层表面，固化后得到第二 封装层；其中，连接体2-端穿过该第二装层、第一封装层与环氧树脂相连接，另一端用于 连接外界其他功能单元。
[0076] 采用实施例1中的测试方法测试实施例2-3中制得的非晶合金巧铁的矫顽力W及 在不同励磁场下的磁化曲线，结果显示该非晶合金巧铁的矫顽力远小于具有相同结构的软 磁不诱钢的矫顽力，磁感应强度远高于具有相同结构的软磁不诱钢的磁感应强度，即该非 晶合金巧铁具有优异的磁性能。
[0077] 采用实施例1中的测试方法测试实施例2-3中制得的非晶合金巧铁的维氏硬度与 耐冲击性能，结果显示该非晶合金巧铁的硬度远高于具有相同结构的软磁不诱钢巧铁；当 该非晶合金巧铁未经封装时，其外围出现断裂和破碎；当该非晶合金巧铁经封装后具有很 高的耐受力性与耐冲击性。
[007引实施例4 ;
[0079] 本实施例提供了一种用于电磁铁的巧铁。该巧铁结构如图7所示，该结构与实施 例3中的巧铁结构基本相同，所不同的是位于非晶合金体左侧端面的封装层为环氧树脂构 成的单层结构，与非晶合金体其他部位表面相比，该左侧端面较薄。该结构设计有利于提高 巧铁的磁性吸力。
[0080] 该巧铁的制备方法与实施例3中的制备方法基本相同，所不同的是制备第一封装 层时，非晶合金体左侧端面涂覆厚度较薄的环氧树脂，固化后得到第一封装层；然后，除了 该厚度较薄的环氧树脂层位置，将聚缩醒树脂涂覆在第一封装层表面其余位置，固化后得 到束一封装层。
[0081] 上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用 新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实 用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种用于磁性器件的芯铁，包括轴，以及套接在轴上、并且由铁基非晶合金带材绕行 在轴上并经退火处理而形成的非晶合金体，其特征是：还包括设置在所述非晶合金体外围， 用于装封所述铁基非晶合金，使其与外界环境隔离的封装层。2. 如权利要求1所述的用于磁性器件的芯铁，其特征是：所述封装层为两层结构，由设 置在非晶合金体外围的第一封装层以及设置在第一封装层外围的第二封装层组成。3. 如权利要求1所述的用于磁性器件的芯铁，其特征是：所述封装层还设置在轴侧面。4. 如权利要求1所述的用于磁性器件的芯铁，其特征是：所述芯铁还包括连接体，该连 接体的一端穿过封装层与轴相连接，另一端用于连接其他功能单元。5. 如权利要求1至4中任一权利要求所述的用于磁性器件的芯铁，其特征是：所述的 磁性器件是电磁铁、电磁阀、继电器或者电磁起重机。6. 如权利要求1至4中任一权利要求所述的用于磁性器件的芯铁，其特征是：所述轴 的直径可根据所需芯铁内孔的直径进行调整。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于磁性器件的芯铁。该芯铁不仅包括轴，以及由铁基非晶合金带材绕行在轴上并经退火处理而形成的非晶合金体，还包括用于封装该铁基非晶合金，使其与外界环境隔离的封装层。该芯铁不仅具有优异的磁性能，而且能够有效避免非晶合金直接裸露在表面，经摩擦碰撞而掉渣、断裂，以及与外界环境、其他结构单元直接接触而存在的应力敏感性大、抗腐蚀性能差等问题。
【IPC分类】H01F1/153, H01F3/00, H01F41/02
【公开号】CN204632490
【申请号】CN201520175890
【发明人】王安定, 贺爱娜, 常春涛, 王新敏, 门贺, 赵成亮
【申请人】中国科学院宁波材料技术与工程研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月26日