专利名称：一种铁基非晶带材的热处理方法
技术领域：
本发明涉及一种新型金属材料领域，尤其涉及一种铁基非晶带材的热处理方法。
背景技术：
铁基非晶软磁材料具有优异的磁性能，可广泛应用于变压器铁芯、电机铁芯、饱和扼流圈以及磁头等领域。据统计，我国电网输配电线路损失每年约2400亿KWh，电机系统由于效率低所带来的电能损耗每年约2700亿KWh。而采用非晶带材作铁芯制造的变压器比硅钢变压器空载节能60%-80%，采用非晶带材作定(转)子铁芯的电机运行效率比普通电机可提高15%以上。铁基非晶软磁材料具有巨大的节能效果，而且制备过程污染低，被认为是高科技绿色节能材料。铁基非晶带材的热处理工艺参数确定对其磁性能的好坏起决定性的作用，(目前铁基非晶带材的标准性指标为饱和磁密Bs ^ 1540mT,矫顽力He ( 3. OA/m,激磁功率(I. 35T/50HZ 时)Ss ( O. 4VA/kg，单位铁损(I. 35T/50Hz 时)Ps ( O. 20W/kg)。没有经过热处理的铁基非晶带材，其磁性能指标是非常低的，比如退火前饱和磁感非常低，只有IOOOmT左右，退火前单位铁损非常大，是退火后的10倍，由此可见退火前后的性能指标相差是非常大的。即使超微晶磁芯经过退火处理，若采用的热处理工艺不当，其磁性能的优越性也不能得到充分的发挥，即铁基非晶带材不能在其最佳状态下使用，这必然影响所加工产品的性能，使产品的成本增加。现有的非晶带材的热处理工艺，多为传统的非晶带材的热处理工艺，采用横磁、纵磁复合磁场进行热处理，其处理过程较复杂。鉴于这种技术要求，迫切需要研究出一种工艺简单的热处理方法，以便提高非晶带材产品性能、降低产品的成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种工艺简单的铁基非晶带材的热处理方法。 为了实现上述目的，本发明提供了一种铁基非晶带材的热处理方法，该方法包括经实验找出最佳退火温度值、最佳保温时间值和最佳纵磁磁场值；将炉内环境从室温开始匀速升温至一定值时施加所述最佳纵磁磁场，并在升温至预设温度时保温一段时间；然后进行第二次升温，升温至所述最佳退火温度时按照所述最佳保温时间值进行保温一段时间；以及保温时间结束后，对铁基非晶带材进行降温冷却，并在降至一定值时，停止施加所述最佳纵磁磁场。优选地，所述得到最佳退火温度值、最佳保温时间值和最佳磁场值包括下述步骤首先在退火保温时间、纵磁磁场一定的情况下，分别设置多种不同的退火温度进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳的退火温度值；其次在最佳退火温度、纵磁磁场一定的情况下，分别设置多种不同的保温时间进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳的保温时间值；然后在最佳保温时间、最佳退火温度一定的情况下，分别设置多种不同的纵磁磁场进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳的纵磁磁场值；最后得出铁基非晶带材的热处理方法中的最佳退火温度值、最佳保温时间值和最佳磁场值。优选地，所述退火温度设置为320、330、340、350、360、370、380、390°C共八种情况进行试验；所述保温时间设置为15、30、60、120、180min共五种情况进行试验；所述纵磁磁场设置为400、800、1400、2200、3000A/m共五种情况进行试验。优选地,所述最佳退火温度值为380°C、最佳保温时间值为60min和最佳磁场值为1400A/m。优选地，所述将炉内环境从室温升至200°C时施加所述最佳纵磁磁场，并在升温至300°C时保温20min ;所述进行第二次升温，升温至所述最佳退火温度380°C时按所述最佳保温时间进行保温60min ;所述铁基非晶带材温度降至100°C时，停止施加所述纵磁磁场。优选地，所述铁基非晶带材在升温至300°C进行了 20min中的保温，用于保证铁基非晶带材的内、外温度充分均衡，消除材料的内应力。 优选地，所述铁基非晶带材降温速率为O. 6_8K/min。优选地，所述铁基非晶带材热处理时采用纵磁磁场退火，并同时用氩气保护。优选地,所述铁基非晶带材中B的含量为3. 0%。优选地，所述铁基非晶带材的最佳退火温度与其中的B的含量有关，当B的含量为3. 0%时，其最佳热退火温度为380°C，当B的含量提高时，其最佳退火温度相应的提高；当B含量降低时，其最佳退火温度相应的降低。本发明的优点在于工艺简单，通过本发明工艺方法热处理后的铁基非晶带材性能非常优越，得到的非晶铁芯的性能参数远远高于标准参数，可以大大提高使用此铁芯的产品的性能，降低了热处理的成本。
图I是根据本发明实施例的铁基非晶带材的热处理方法流程图。图2是根据本发明实施例的铁基非晶带材的热处理方法曲线图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。图I是根据本发明实施例的铁基非晶带材的热处理方法流程图。在步骤101，首先在退火保温时间t、纵磁磁场H—定的情况下，分别设置不同的退火温度，退火温度设定为320、330、340、350、360、370、380、390°C共八种情况进行试验，然后对不同的退火温度下的试验结果进行比较，找出最佳的退火温度T。在最佳退火温度T、纵磁磁场H —定的情况下，分别设置不同的保温时间，保温时间设定为15、30、60、120、ISOmin共五种情况进行试验，然后对不同的保温时间下的试验结果进行比较，找出最佳的保温时间t。在最佳保温时间t、最佳退火温度T 一定的情况下，分别设置不同的纵磁磁场，纵磁磁场大小设定为400、800、1400、2200、3000A/m共五种情况进行试验，然后对不同的纵磁磁场下的试验结果进行比较，找出最佳的纵磁磁场H。最后得出结论铁基非晶带材的最佳热处理方法中的最佳退火温度为380°C，最佳保温时间为60min，最佳磁场大小为1400A/m。在本发明实施例中，铁基非晶带材中B的含量为3%。上述铁基非晶带材的最佳退火温度与其中B的含量有关，当B的含量为3. 0%时，其最佳热退火温度为380°C ;当B的含量提高时，其最佳退火温度相应的提高；当B含量降低时，其最佳退火温度相应的降低。在步骤102，将炉内环境从室温匀速升至200°C时施加所述最佳纵磁磁场1400A/m,并在升温至300°C时保温20min。在一个实施例中，所述铁基非晶带材在升温至300°C进行了 20min中的保温，用于保证铁基非晶带材的内、外温度充分均衡，消除材料的内应力。在步骤103，进行第二次升温，使炉子温度升至最佳退火温度380°C，并按最佳保温时间60min进行保温。在步骤104，保温时间结束后随炉降温，对铁基非晶带材进行降温冷却，当铁基非晶带材温度降至100°c时，停止施加最佳纵磁磁场。在一个发明实施例中，铁基非晶带材的降温速率为O. 6-8K/min。最后，可以对经过热处理好的铁基非晶带材进行绕线测试，测试其主要性能参数，如饱和磁密Bs，矫顽力He，激磁功率Ss以及单位铁损Ps。具体例子说明如下例I :硼含量为3. 0%，106mm宽的铁基非晶带材卷绕成内径30mm，外径35mm的铁芯，按照上述热处理工艺对卷绕好的铁芯进行热处理。热处理温度为380°C，保温时间为60min，纵磁磁场为1400A/m，降温速率为3K/min。然后对处理好的铁芯绕线测试，测试结果 如下饱和磁密 Bs=1583mT，矫顽力 Hc=L 21A/m，激磁功率(I. 35T/50Hz 时)Ss=O. 1725VA/kg,单位铁损(I. 35T/50Hz 时)Ps=O. 1215W/kg。通过测试结果表明采用此种热处理方法处理的非晶铁芯性能比标准要求高出很多，优异的磁性能可以大大的降低产品的能耗，降低产品的成本。例2 :硼含量3. 0%，142mm宽的铁基非晶带材卷绕成内径55mm，外径60mm的铁芯，按本发明的热处理方法对绕好的铁芯进行热处理。热处理温度为380°C，保温60min，纵磁磁场大小1400A/m，降温速率3K/min。然后对处理好的铁芯进行绕线测试，测试结果如下饱和磁密 Bs=1579mT，矫顽力 Hc=L 17A/m，激磁功率(I. 35T/50Hz 时)Ss=O. 1598VA/kg，单位铁损(I. 35T/50Hz 时)Ps ( O. 1108W/kg。通过测试结果表明采用此种热处理方法处理的非晶铁芯性能比标准要求高出很多，优异的磁性能可以大大的降低产品的能耗，降低产品的成本。例3 :硼含量2. 6%，142mm宽的铁基非晶带材卷绕成内径55mm，外径60mm的铁芯，按本发明的热处理方法对绕好的铁芯进行热处理。热处理温度为355°C，保温60min，纵磁磁场大小1400A/m，降温速率3K/min。然后对处理好的铁芯进行绕线测试，测试结果如下饱和磁密 Bs=1596mT，矫顽力 Hc=L 42A/m，激磁功率(I. 35T/50Hz 时)Ss=O. 1856VA/kg，单位铁损(I. 35T/50Hz 时)Ps=O. 1268W/kg。通过测试结果表明采用此种热处理方法处理的非晶铁芯性能比标准要求高出很多，优异的磁性能可以大大的降低产品的能耗，降低产品的成本。例4 :硼含量3. 3%，142mm宽的铁基非晶带材卷绕成内径55mm，外径60mm的铁芯，按本发明的热处理方法对绕好的铁芯进行热处理热处理温度为385°C，保温60min，纵磁磁场大小1400A/m，降温速率3K/min。然后对处理好的铁芯进行绕线测试，测试结果如下饱和磁密 Bs=1556mT，矫顽力 Hc=L 37A/m，激磁功率(I. 35T/50Hz 时)Ss=O. 1928VA/kg，单位铁损(I. 35T/50HZ 时)Ps=O. 1085W/kg。通过测试结果表明采用此种热处理方法处理的非晶铁芯性能比标准要求高出很多，优异的磁性能可以大大的降低产品的能耗，降低产品的成本。图2是根据本发明实施例的铁基非晶带材的热处理方法曲线图。如图2所示，直线AB段所示为炉内环境从室温匀速升至300°C，用时90min。直线BC段所示为温度稳定在300°C进行第一次保温，保温时间为20min，用于保证铁基非晶带材的内、外温度充分均衡，消除材料的内应力。其中，在炉内环境升温至200°C时，加入大小为1400A/m的最佳纵磁磁场。直线CD段所示为在第一次保温时间结束后，进行第二次升温，使炉子温度升至最佳退火温度380°C，用时30min。直线DE段所示为在温度稳定在380°C时按最佳保温时间60min进行第二次保温。直线EF段为保温时间结束后随炉降温，对铁基非晶带材进行降温冷却，当铁基非晶带材温度降至100°C时，停止施加最佳纵磁磁场。本发明的优点在于工艺简单，通过本发明工艺方法热处理后的铁基非晶带材性能非常优越，得到的非晶铁芯的性能参数远远高于标准参数，可以大大提高使用此铁芯的产品的性能，降低了热处理的成本。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于，包括下述步骤 经实验找出最佳退火温度值、最佳保温时间值和最佳纵磁磁场值； 将炉内环境从室温开始匀速升温至一定值时施加所述最佳纵磁磁场，并在升温至预设温度时保温一段时间； 然后进行第二次升温，升温至所述最佳退火温度时按照所述最佳保温时间值进行保温一段时间；以及 保温时间结束后，对铁基非晶带材进行降温冷却，并在降至一定值时，停止施加所述最佳纵磁磁场。
2.根据权利要求I所述的铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于，所述得到最佳退火温度值、最佳保温时间值和最佳磁场值包括下述步骤 首先在退火保温时间、纵磁磁场一定的情况下，分别设置多种不同的退火温度进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳的退火温度值； 其次在最佳退火温度、纵磁磁场一定的情况下，分别设置多种不同的保温时间进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳的保温时间值； 然后在最佳保温时间、最佳退火温度一定的情况下，分别设置多种不同的纵磁磁场进行试验，然后对试验结果进行比较，找出最佳的纵磁磁场值； 最后得出铁基非晶带材的热处理方法中的最佳退火温度值、最佳保温时间值和最佳磁场值。
3.根据权利要求2所述的铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于， 所述退火温度设置为320、330、340、350、360、370、380、390°C共八种情况进行试验； 所述保温时间设置为15、30、60、120、180min共五种情况进行试验； 所述纵磁磁场设置为400、800、1400、2200、3000A/m共五种情况进行试验。
4.根据权利要求2所述的铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于，所述最佳退火温度值为380°C、最佳保温时间值为60min和最佳磁场值为1400A/m。
5.根据权利要求I所述的铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于，所述将炉内环境从室温升至200°C时施加所述最佳纵磁磁场，并在升温至300°C时保温20min ； 所述进行第二次升温，升温至所述最佳退火温度380°C时按所述最佳保温时间进行保温 60min ； 所述铁基非晶带材温度降至100°C时，停止施加所述纵磁磁场。
6.根据权利要求5所述的铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于，所述铁基非晶带材在升温至300°C进行了 20min的保温，用于保证铁基非晶带材的内、外温度充分均衡，消除材料的内应力。
7.根据权利要求I所述的铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于，所述铁基非晶带材降温速率为0. 6-8K/min。
8.根据权利要求I所述的铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于，所述铁基非晶带材热处理时采用纵磁磁场退火，并同时用氩气保护。
9.根据权利要求I至8之一所述的铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于，所述铁基非晶带材中B的含量为3. 0%。
10.根据权利要求9述的铁基非晶带材的热处理方法，其特征在于，所述铁基非晶带材的最佳退火温度与其中的B的含量有关，当B的含量为3. 0%时，其最佳热退火温度为380°C，当B的含量提高时，其最佳退火温度相应的提高；当B含量降低时，其最佳退火温度 相应的降低。
全文摘要
本发明涉及一种铁基非晶带材的热处理方法。该方法包括经实验找出最佳退火温度值、最佳保温时间值和最佳纵磁磁场值；将炉内环境从室温开始匀速升温至一定值时施加所述最佳纵磁磁场，并在升温至预设温度时保温一段时间；然后进行第二次升温，升温至所述最佳退火温度时按照所述最佳保温时间值进行保温一段时间；以及保温时间结束后，对铁基非晶带材进行降温冷却，并在降至一定值时，停止施加所述最佳纵磁磁场。本发明的优点在于工艺简单，通过本发明工艺方法热处理后的铁基非晶带材性能非常优越，得到的非晶铁芯的性能参数远远高于标准参数，可以大大提高使用此铁芯的产品的性能，降低了热处理的成本。
文档编号C21D1/26GK102965478SQ20121052449
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者李晓雨, 宋安康, 任翠霞 申请人:青岛云路新能源科技有限公司