一种钴基高饱和磁感应强度薄带材料及制备方法
【专利摘要】本发明提供一种钴基高饱和磁感应强度薄带材料及制备方法，该合金薄带材料具有高的高饱和磁感应强度。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该钴基高饱和磁感应强度薄带材料中各成分的重量百分含量为：Sm0.01％～0.05％,Ga0.01％～0.05％,B6％～9％,Te0.5％～0.9％，S0.05％～0.09％，Al4％～6％，Fe1％～4％,Si1.4％～1.9％，其余为Co。该材料的组织特点为纳米晶。
【专利说明】一种钴基高饱和磁感应强度薄带材料及制备方法
[0001]【技术领域】:
本发明属于金属材料领域，涉及一种钴基高饱和磁感应强度薄带材料及制备方法。
[0002]【背景技术】:
CN201210348479.9号申请提供一种钴基非晶薄带合金材料及其制备，该薄带合金材料不仅具有低矫顽力、高饱和磁导率。其制备方法工艺简单，合金熔化也容易操作，生产成本低，适于工业化生产。该合金材料中各成分的重量百分含量为:Gd4%~7%，Si0.3%~0.5%,Nb0.01%~0.03%，All%~3%，Fe0.5%~0.9%，Rh0.01%~0.05%，Mo0.01%~0.05%，Ge0.01%~0.05%，其余为Co。该材料的组织特点为非晶，饱和磁感应强度为1.3-1.4T。但是该材料的饱和磁感应强度仍偏低。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的提供一种钴基高饱和磁感应强度薄带材料，该合金薄带材料具有高的高饱和磁感应强度。
[0004]本发明的另一目的是提供上述材料的制备方法，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:
一种钴基高饱和磁感应强度薄带材料，该材料中各成分的重量百分含量为=Sm 0.01% ~0.05%，Ga 0.01 % ~0.05 %，B 6% ~9%，Te 0.5% ~0.9%，S 0.05 % ~
0.09%, Al 4%~6% ,Fe I %~4%，Si 1.4%~1.9%，其余为Co。该材料的组织特点为纳米晶。
[0006]上述材料的制备方法，该方法包括以下步骤:
O首先按照上述成分进行配料，原料Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co的纯度均大于99.9%;B以含B重量百分含量为24%的硼铁合金形式加入；
2)将上述原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1520-1530°C，得到母合金，然后将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通孔中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25-30分钟；取出后于室温条件下静置1-2小时；然后置于450-480°C，保温2_4小时，自然冷却至室温，即得到高饱和磁导率钴基纳米晶合金薄带材料。
[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:
本发明材料中采用Sm和B共同作用可提高非晶形成能力。Ga、Te和Si共同作用可改善合金铁磁性能，提高饱和磁感应强度。同时加入Al、Ga和S能显著提高晶化后合金的软磁性能。Te、S和Co形成得化合物可以阻止热处理中晶粒得长大。
[0011]本发明合金在凝固中，采用快速冷却、低温深冷、室温静置、热处理和合金化结合的方式，既有效减小合金中的相尺寸，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，也保证了合金的力学性能。
[0012]与现有技术相比，本发明的优点在于:所得产品具有优异软磁性能、良好的机械性能和纳米晶形成能力的钴基合金薄带体系。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，因此也就保证了合金的质量。该合金制备工艺简便，过程简单，生产的合金具有良好的性能，非常便于工业化生产。本发明的钴基高饱和磁感应强度薄带材料可以应用于信息、通讯等领域的磁性器件。
[0013]本发明的钴基合金薄带材料性能见表1。
[0014]【专利附图】
【附图说明】:
图1为本发明实施例一制备的钴基高饱和磁感应强度薄带材料组织图。
[0015]由图1可见，该材料组织均匀致密。
[0016]【具体实施方式】:
实施例一:
本发明钴基高饱和磁感应强度薄带材料的制备方法包括以下步骤:该材料的组织特点为纳米晶。
[0017]1)首先按照重量百分含量为:Sm 0.01 % , Ga 0.01 % ,B 6 % , Te 0.5%, S
0.05%, Al 4%, Fe 1% , Si 1.4%，其余为 Co 进行配料，原料 Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co的纯度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量为24%的硼铁合金形式加入；
2)将上述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，坩埚底部有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 3-5 mmη
[0018]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25分钟；取出后于室温条件下静置I小时；然后置于450°C，保温2-4小时，自然冷却至室温，即得到高饱和磁导率钴基纳米晶合金薄带材料。
[0019]实施例二:
本发明钴基高饱和磁感应强度薄带材料的制备方法包括以下步骤:该材料的组织特点为纳米晶。
[0020]I)首先按照重量百分含量为:Sm 0.05% , Ga 0.05 % , B 9 % , Te 0.9%, S0.09%, Al 6%, Fe 4% , Si 1.9%，其余为 Co 进行配料，原料 Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co的纯度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量为24%的硼铁合金形式加入；
2)将上述原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1530°C，得到母合金，然后将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，坩埚底部有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 3-5 mmη
[0021]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2小时；然后置于480°C，保温4小时，自然冷却至室温，即得到高饱和磁导率钴基纳米晶合金薄带材料。
[0022]实施例三:
本发明钴基高饱和磁感应强度薄带材料的制备方法包括以下步骤:该材料的组织特点为纳米晶。
[0023]I)首先按照重 量百分含量为:Sm 0.03% , Ga 0.04 % , B 8 % , Te 0.7%, S0.07%, Al 5%, Fe 3% , Si 2%，其余为 Co 进行配料，原料 Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co 的纯度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量为24%的硼铁合金形式加入；
2)将上述原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1530°C，得到母合金，然后将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12mm,高度为260mm，坩埚底部有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3mm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26m/s，所得合金带的厚度为200-350 μ m,宽度为 3-5 mmη
[0024]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2小时；然后置于460°C，保温3小时，自然冷却至室温，即得到高饱和磁导率钴基纳米晶合金薄带材料。
[0025]实施例四:(成份配比不在本发明设计方案内)
钴基高饱和磁感应强度薄带材料中各成份按重量百分含量:Sm 0.005 % , Ga0.005% ,B 5% , Te 0.4%，S 0.03%,Al 3%,Fe 0.6% , Si 1.2%，其余为 Co 进行配料，其制备过程同实施例一。
[0026]实施例五:(成份配比不在本发明设计方案内)
钴基高饱和磁感应强度薄带材料中各成份按重量百分含量:Sm 0.07 % , Ga
0.06% ,B 10% ,Te 1.1% ,S 0.1%, Al 8%, Fe 5% , Si 2.1 %，其余为 Co 进行配料，其制备过程同实施例一。
[0027]表 I
【权利要求】
1.一种钴基高饱和磁感应强度薄带材料，其特征是:该材料中各成分的重量百分含量为:Sm 0.01%~0.05%,Ga 0.01 %~0.05%，B 6%~9%,Te 0.5%~0.9%，S 0.05%~0.09%, Al 4%~6%，Fe 1%~4%，Si 1.4%~1.9%，其余为 Co。
2.权利要求1所述材料的制备方法，其特征是:该方法包括以下步骤: 1)首先按照上述成分进行配料，原料Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co的纯度均大于99.9%；B以含B重量百分含量为24%的硼铁合金形式加入； 2)将上述原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1520-1530°C，得到母合金，然后将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通孔中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25-30分钟；取出后于室温条件下静置1-2小时；然后置于450-480°C，保温2_4小时，自然冷却至室温，即得到高饱和磁导率钴基纳米晶合金薄带材料。
3.根据权利要求2所述材料的制备方法，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。
4.根据权利要求2所述材料的制备方法，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。
5.根据权利要求2所述材料的制备方法，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】C22C1/03GK103820679SQ201410075591
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】赵浩峰, 王玲, 陶昭灵, 郑泽昌, 陆阳平, 何晓蕾, 潘子云, 徐小雪, 王贺强, 赵佳玉, 王冰, 邱奕婷, 宋超, 谢艳春 申请人:南京信息工程大学