一种铁钴基高磁化强度软磁材料及制备方法
【专利摘要】本发明提供一种铁钴基高磁化强度软磁材料及制备方法，该材料具有高的磁化强度。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该材料中各成分的重量百分含量为：Te1％～3％，S0.04％～0.09％，Yb0.01％～0.03％，Lu0.01％～0.05％，Dy1％～4％，Sr0.6％～0.9％，B6％～9％，Co20％～23％，其余为Fe。
【专利说明】一种铁钴基高磁化强度软磁材料及制备方法
[0001]【技术领域】:
本发明属于金属材料领域，涉及一种铁钴基高磁化强度软磁材料及制备方法。
[0002]【背景技术】:
CN201110421466.5号申请涉及一种铁钴基内生非晶复合材料，该铁钴基块体非晶复合材料包含体积分数为15-85%的非晶相、85-15%的晶体相，其组成成分中只含有0_5%的类金属元素，该铁钴基块体非晶复合材料合金成分表达式为:(Fel-xCoWaLabCecAldCueMfNgTh(原子比)，其中，M为除La、Ce外的稀土元素中的一种或多种，N为T1、V、Cr、Mn、N1、Zn、Zr、Nb,Mo,Ag,Hf,Ta,Ga中的一种或多种，T为B、C、S1、P中的一种或多种，且0.05 ^ x ^ 0.7 ；30≤a≤80,5≤b≤30,5≤c≤30,1≤d≤10,1≤e≤10,0≤f≤30,0≤g≤5,O ≤ h ≤ 5,且a+b+c+d+e+f+g+h=100。但是该复合材料的磁化强度低,合金成份系列复杂。
[0003]
【发明内容】
:
本发明针对上述技术缺陷，提供一种铁钻基闻磁化强度软磁材料，该材料具有闻的磁
化强度。
[0004]本发明的另一目的是提供上述铁钴基高磁化强度软磁材料制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种铁钴基高磁化强度软磁材料，各成分的重量百分含量为=Te I %~3%，S0.04%~0.09%, Yb 0.01%~0.03%, Lu 0.01%~0.05%, Dy 1%~4%，Sr 0.6%~0.9%, B 6%~9%，Co 20%~23%，其余为Fe。该材料的组织为非晶。
[0006]上述材料的制备方法，包括以下步骤:
O首先按照上述合金成分进行配料，原料中Te、S、Yb、Lu、Dy、Sr、Co、Fe以纯物质形式加入，各原料纯度均大于99.9% ；B以硼铁合金形式加入，其中B的重量百分含量为24% ；
2)将各原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1520-1560°C，得到母合金，然后将母合金放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1510-1530°C，重熔管式坩埚底部设有通孔，重熔管式坩埚上部经阀门连接氮气系统，氮气系统的压力为1.5-1.8个大气压；
3)重熔管式坩埚的底部置于成型炉转轮轮缘之上，当母合金熔化后，重熔管式坩埚上部阀门打开，熔融母合金在氮气压迫下，从坩埚底部的通孔喷向旋转的成型炉转轮轮缘，形成连续的合金带；
4)然后将合金带置于液氮中进行低温处理，处理温度为_196°C，保温20-30分钟；取出后于室温条件下静置2-3小时；然后置200-250°C温度下，保温2_4小时，自然冷却至室温，即得铁钴基高磁化强度软磁材料。
[0007]本发明的进一步设计在于:
步骤2)中重熔管式坩埚内径为12-14mm，高度为250-280mm，坩埚底部设有孔径为1-1.5mm的通孔。
[0008]步骤3)中重熔管式坩埚的底部置于成型炉转轮轮缘之上2_4mm处。[0009]步骤3)中成型炉转轮旋转线速度为25?27m/s ;所得合金带的厚度为200-350 μ m,宽度为 3_5mm。
[0010]本发明具有如下有益效果:
本发明的软磁材料采用Yb、Lu和B、Sr共同作用可提高非晶形成能力。Dy、Yb和Lu共同作用可改善材料的磁化强度。Lu、S和Co形成化合物可以阻止热处理中晶粒的长大，保证了非晶的稳定性。
[0011]本发明软磁材料在凝固中，采用快速凝固、低温深冷、室温静置、热处理和合金化结合的方式，既有效抑制合金的晶化，保证化学成分的均匀分布，保证了合金的磁性能，也通过梯度处理大大降低了快速冷却造成的内应力，也保证了材料的力学性能。
[0012]与现有技术相比，本发明的优点在于:所得产品具有优异的软磁性能、良好的机械性能和非晶形成能力。本发明制备中，没有大量使用稀贵元素，所取原料成本降低；另外合金经过快速冷却，保证了合金成分、组织和性能的均匀性，因此也就保证了材料的质量。该材料制备工艺简便，过程简单，成形快捷，生产的材料具有良好的性能，非常便于工业化生产。本发明制备的材料可以应用于信息、通讯等领域的磁性器件。
[0013]本发明的钴基合金非晶软磁材料性能见表I。
[0014]【专利附图】
【附图说明】:
图1为本发明实施例一制备的铁钴基高磁化强度软磁材料的组织图。
[0015]由图1可见，该材料的组织均匀。
[0016]【具体实施方式】:
实施例一:
本发明铁钴基高磁化强度软磁材料的制备方法包括以下步骤:该材料的组织为非晶。
[0017]I)首先按照重量百分含量为:Te 1%,S 0.04%, Yb 0.01%, Lu 0.01%, Dy 1%,Sr 0.6%, B 6%，Co20%，其余为 Fe 进行配料，原料中 Te、S、Yb、Lu、Dy、Sr、Co、Fe 以纯物质形式加入，各原料纯度均大于99.9% ；B以硼铁合金形式加入，其中B的重量百分含量为24% ；
2)将各原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1520°C，得到母合金，然后将母合金放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1510°C，重熔管式坩埚内径为12mm，高度为250mm，坩埚底部设有孔径为Imm的通孔，重熔管式坩埚上部经阀门连接氮气系统，氮气系统的压力为1.5个大气压；
3)重熔管式坩埚的底部置于成型炉转轮轮缘之上2mm处，当母合金熔化后，重熔管式坩埚上部阀门打开，熔融母合金在氮气压迫下，从坩埚底部的通孔中喷向旋转的成型炉转轮轮缘，形成连续的合金带；转轮旋转线速度为25m/s，所得合金带的厚度为200-350 μ m，宽度为3-5mm ；
4)然后将合金带置于液氮中进行低温处理，处理温度为_196°C，保温20分钟；取出后于室温条件下静置2小时；然后置200°C温度下，保温2小时，自然冷却至室温，即得铁钴基高磁化强度软磁材料。
[0018]实施例二:
本发明铁钴基高磁化强度软磁材料的制备方法包括以下步骤:该材料的组织为非晶。
[0019]I)首先按照重量百分含量为:Te 3%, S 0.09%, Yb 0.03%, Lu 0.05%, Dy 4%,Sr 0.9%, B 9%, Co 23%，其余为 Fe 进行配料，原料中 Te、S、Yb、Lu、Dy、Sr、Co、Fe 以纯物质形式加入，各原料纯度均大于99.9% ；B以硼铁合金形式加入，其中B的重量百分含量为24% ；
2)将各原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1560°C，得到母合金，然后将母合金放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1530°C，重熔管式坩埚内径为14mm，高度为280mm，坩埚底部设有孔径为1.5mm的通孔，重熔管式坩埚上部经阀门连接氮气系统，氮气系统的压力为1.8个大气压；
3)重熔管式坩埚的底部置于成型炉转轮轮缘之上4mm处，当母合金熔化后，重熔管式坩埚上部阀门打开，熔融母合金在氮气压迫下，从坩埚底部的通孔中喷向旋转的成型炉转轮轮缘，形成连续的合金带；转轮旋转线速度为27m/s，所得合金带的厚度为200-350 μ m，宽度为3-5mm ；
4)然后将合金带置于液氮中进行低温处理，处理温度为_196°C，保温30分钟；取出后于室温条件下静置3小时；然后置250°C温度下，保温4小时，自然冷却至室温，即得铁钴基高磁化强度软磁材料。
[0020]实施例三:
本发明铁钴基高磁化强度软磁材料的制备方法包括以下步骤:该材料的组织为非晶。
[0021]I)首先按照重量百分含量为:Te 2%, S 0.06%, Yb 0.02%, Lu 0.03%, Dy 3%,Sr 0.8%, B 8%, Co 22%，其余为 Fe 进行配料，原料中 Te、S、Yb、Lu、Dy、Sr、Co、Fe 以纯物质形式加入，各原料纯度均大于99.9% ；B以硼铁合金形式加入，其中B的重量百分含量为24% ；
2)将各原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1540°C，得到母合金，然后将母合金放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1520°C，重熔管式坩埚内径为13_，高度为270_，坩埚底部设有孔径为1.2mm的通孔，重熔管式坩埚上部经阀门连接氮气系统，氮气系统的压力为1.6个大气压；
3)重熔管式坩埚的底部置于成型炉转轮轮缘之上4mm处，当母合金熔化后，重熔管式坩埚上部阀门打开，熔融母合金在氮气压迫下，从坩埚底部的通孔中喷向旋转的成型炉转轮轮缘，形成连续的合金带；转轮旋转线速度为27m/s，所得合金带的厚度为200-350 μ m，宽度为3-5mm ；
4)然后将合金带置于液氮中进行低温处理，处理温度为_196°C，保温30分钟；取出后于室温条件下静置3小时；然后置230°C温度下，保温4小时，自然冷却至室温，即得铁钴基高磁化强度软磁材料。
[0022]实施例四:成份配比不在本发明设计范围内
铁钴基高磁化强度软磁材料中各成份按重量百分含量:Te 0.5%, S 0.02%, Yb
0.005%, Lu 0.005%, Dy 0.8%, Sr 0.5%, B 5%, Co 19%，其余为 Fe 进行配料，制备过程同实施例一。
[0023]实施例五:成份配比不在本发明设计范围内
铁钴基高磁化强度软磁材料中各成份按重量百分含量:Te 4%，S 0.1%，Yb 0.04%，Lu 0.06%, Dy 5%, Sr 1%, B 10%, Co 25%，其余为Fe进行配料，制备过程同实施例一。
[0024]表I
【权利要求】
1.一种铁钴基高磁化强度软磁材料，其特征是:各成分的重量百分含量为:Te 1%?3%, S 0.04%?0.09%，Yb 0.01 %?0.03%，Lu 0.01 %?0.05%，Dy 1%?4%，Sr0.6% ?0.9%，Β 6% ?9%，Co 20%?23%，其余为 Fe。
2.根据权利要求1所述铁钴基高磁化强度软磁材料，其特征是:该材料的组织为非晶。
3.权利要求1所述材料的制备方法，其特征是:包括以下步骤: O首先按照上述合金成分进行配料，原料中Te、S、Yb、Lu、Dy、Sr、Co、Fe以纯物质形式加入，各原料纯度均大于99.9% ；B以硼铁合金形式加入，其中B的重量百分含量为24% ； 2)将各原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1520-1560°C，得到母合金，然后将母合金放入真空感应成型炉内的重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1510-1530°C，重熔管式坩埚底部设有通孔，重熔管式坩埚上部经阀门连接氮气系统，氮气系统的压力为1.5-1.8个大气压； 3)重熔管式坩埚的底部置于成型炉转轮轮缘之上，当母合金熔化后，重熔管式坩埚上部阀门打开，熔融母合金在氮气压迫下，从坩埚底部的通孔喷向旋转的成型炉转轮轮缘，形成连续的合金带； 4)然后将合金带置于液氮中进行低温处理，处理温度为_196°C，保温20-30分钟；取出后于室温条件下静置2-3小时；然后置200-250°C温度下，保温2_4小时，自然冷却至室温，即得铁钴基高磁化强度软磁材料。
4.根据权利要求3所述制备方法，其特征是:步骤2)中重熔管式坩埚内径为12-14mm，高度为250-280mm，坩埚底部设有孔径为1-1.5mm的通孔。
5.根据权利要求3所述制备方法，其特征是:步骤3)中重熔管式坩埚的底部置于成型炉转轮轮缘之上2-4mm处。
6.根据权利要求3所述制备方法，其特征是:步骤3)中成型炉转轮旋转线速度为25?27m/s ;所得合金带的厚度为200-350 μ m,宽度为3_5mm。
【文档编号】C22C45/02GK103871708SQ201410075564
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】孙锐, 卢俊丽, 孙学中 申请人:山西雷麦电子科技有限公司