一种镍基软磁材料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种镍基软磁材料的制备方法，其特征在于该软磁材料由以下原子配比的合金制成：(Ni1-x-yTixZny)1-a-b-c(Si1-zAlz)aYbNbc，其中x＝0.08-0.16，y＝0.25-0.32，z＝0.42-0.46，a＝0.15-0.18，b＝0.02-0.03，c＝0.04-0.05，该方法包括如下步骤：(1)配料，(2)熔炼制锭，(3)制备合金带，(4)热处理。本发明制备的软磁材料，采用Ti和Zn替代部分Ni以提高材料的软磁性能，掺杂Y和Nb提高了材料的磁饱和强度，掺杂Si来提高材料的电阻率。因此，该材料用于各种设备时尤其是用于高频设备时具有较好的软磁性能和较低的能量损耗。
【专利说明】一种镍基软磁材料的制备方法所属【技术领域】
[0001]本发明涉一种镍基软磁材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着电子电工及信息通讯技术的发展，软磁材料的应用越来越广泛，尤其是在各类变压器、电感元件、滤波器件等应用领域。目前，以铁为代表的软磁金属及其合金材料以其极高的磁导率和饱和磁感应强度在上述某些应用领域中具有不可替代的作用。
[0003]Fe-Ni合金是一种重要的金属软磁材料，由于具有高磁导率、低矫顽力、低损耗等特点，广泛用于电子器件的各种铁芯和磁屏蔽部件，特别适合制造弱磁场条件下使用的高灵敏度小型变压器、放大器、继电器、漏电保护开关、扼流圈的铁芯和磁记录、录音机的磁头等，成为通讯、广播、雷达、宇航、计算机和精密仪表等工业不可缺少的基础材料。 [0004]然而由于Fe-Ni系软磁材料的磁感和磁导率对应力十分敏感，其合金体系的磁性能不高，特别是矫顽力和磁导率性能不能满足性能要求。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种镍基软磁材料的制备方法，该方法制备的软磁材料具高磁导率、低矫顽力以及高电阻率。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供的一种上述镍基软磁材料的制备方法，其特征在于该软磁材料由以下原子配比的合金制成:(NimTixZny) (SihAlz) JbNbc,其中x = 0.08-0.16，y = 0.25-0.32，z = 0.42-0.46，a = 0.15-0.18，b = 0.02-0.03，c =
0.04-0.05，该方法包括如下步骤:
[0007](I)配料
[0008]按照上述原子配比准备原料，其中所有金属原料的纯度均大于99.9%，硅以硅铝合金的方式配料，Y以钇镍中间合金的方式配料；
[0009](2)熔炼制锭
[0010]将原料混合，置于磁悬浮熔炼炉中熔炼，熔炼在真空下进行，熔炼真空
IX I(T4-1O-3Pa、熔炼温度1560-1620°c，反复熔炼3_5次，每次磁力搅拌l_3min，熔炼完成后注到水冷铜模中得到合金铸锭；
[0011](3)制备合金带
[0012]将上述合金铸锭放入重熔管式坩埚中进行重熔，将所述重熔管式坩埚置于真空感应成型炉内，重熔温度为1540-1560°C，然后将重熔体经试管小孔吹下，调整单辊甩带炉的旋转速度为1500-2000转/分钟，使得下落的熔体一接触到高速旋转的辊面就马上凝固成带状形成连续的金属带；
[0013]⑷热处理
[0014]将上述合金带设计尺寸堆叠切割成预成型件，在氩气保护下，以5-10°C /min的升温速度升温至750-800°C，保温4-6h后，以12_15°C /min的降温速度等温退火至室温，得到本发明的软磁材料。
[0015]本发明制备的软磁材料，采用Ti和Zn替代部分Ni以提高材料的软磁性能，掺杂Y和Nb提高了材料的磁饱和强度，掺杂Si来提高材料的电阻率。因此，该材料用于各种设备时尤其是用于高频设备时具有较好的软磁性能和较低的能量损耗。
【具体实施方式】
[0016]实施例一
[0017]本实施例的镍基软磁材料由以下原子配比的合金制成:(Ni。.67Ti0 Q8Zn0.25) Q.79 (Si0 5
8八1(|.42) 0.15^0.02^0.04。
[0018]按照上述原子配比准备原料，其中所有金属原料的纯度均大于99.9%，硅以硅铝合金的方式配料，Y以钇镍中间合金的方式配料。
[0019]将原料混合，置于磁悬浮熔炼炉中熔炼，熔炼在真空下进行，熔炼真空I X IO-4Pa,熔炼温度1560°C，反复熔炼5次，每次磁力搅拌3min，熔炼完成后注到水冷铜模中得到合金铸锭。
[0020]将上述合金铸锭放入重熔管式坩埚中进行重熔，将所述重熔管式坩埚置于真空感应成型炉内，重熔温度为1540°C，然后将重熔体经试管小孔吹下，调整单辊甩带炉的旋转速度为1500转/分钟，使得下落的熔体一接触到高速旋转的辊面就马上凝固成带状形成连续的金属带。
[0021]将上述合金带设计尺寸堆叠切割成预成型件，在氩气保护下，以5°C /min的升温速度升温至750°C，保温6h后，以12°C /min的降温速度等温退火至室温，得到本发明的软磁材料。
[0022]实施例二
[0023]本实施例的镍基软磁材料由以下原子配比的合金制成:(Nia52Tiai6Zna32)tl74 (Si。.5
4八1(|.46) 0.18^0.03他0.05。
[0024]按照上述原子配比准备原料，其中所有金属原料的纯度均大于99.9%，硅以硅铝合金的方式配料，Y以钇镍中间合金的方式配料。
[0025]将原料混合，置于磁悬浮熔炼炉中熔炼，熔炼在真空下进行，熔炼真空I X 10?,熔炼温度1620°C，反复熔炼3次，每次磁力搅拌lmin，熔炼完成后注到水冷铜模中得到合金铸锭。
[0026]将上述合金铸锭放入重熔管式坩埚中进行重熔，将所述重熔管式坩埚置于真空感应成型炉内，重熔温度为1560°C，然后将重熔体经试管小孔吹下，调整单辊甩带炉的旋转速度为2000转/分钟，使得下落的熔体一接触到高速旋转的辊面就马上凝固成带状形成连续的金属带。
[0027]将上述合金带设计尺寸堆叠切割成预成型件，在氩气保护下，以10°C /min的升温速度升温至800°C，保温4h后，以15°C /min的降温速度等温退火至室温，得到本发明的软磁材料。
[0028]比较例
[0029]采用如下配料:按重量百分比计为:3.16% S1、1.90% Ni,0.41% Al和1.24% Ti， 余量为Fe。工艺流程是:成分配比-真空-熔炼-制备合金带-堆叠切割成型。[0030]对相同形状和尺寸的实施例1-2及比较例的软磁材料进行磁性能测试以及损耗测试，在25°C进行测试，(I)损耗测量采用SY8232B-H测试仪，测试条件为磁感1.5T，频率为200Hz。(2)合金的饱和磁感应强度Bs采用静态磁性能测量仪，以磁场为1000A/m下的磁感应强度作为合金的饱和磁感应强度Bs。测试结果显示:实施例1-2的损耗相对比较例降低25%以上，饱和磁感应 强度相对比较例提高25-30%以上。
【权利要求】
1.一种镍基软磁材料的制备方法，其特征在于该软磁材料由以下原子配比的合金制成=(Nih-JixZny) me (SihAlz)aYbNbc,其中 x = 0.08-0.16, y = 0.25-0.32, z =0.42-0.46，a = .0.15-0.18，b = 0.02-0.03，c = 0.04-0.05，该方法包括如下步骤: (1)配料 按照上述原子配比准备原料，其中所有金属原料的纯度均大于99.9%，硅以硅铝合金的方式配料，Y以钇镍中间合金的方式配料； (2)熔炼制锭 将原料混合，置于磁悬浮熔炼炉中熔炼，熔炼在真空下进行，熔炼真空I X IO^4-1O-3Pa,熔炼温度1560-1620°C，反复熔炼3-5次，每次磁力搅拌l_3min，熔炼完成后注到水冷铜模中得到合金铸锭； (3)制备合金带 将上述合金铸锭放入重熔管式坩埚中进行重熔，将所述重熔管式坩埚置于真空感应成型炉内，重熔温度为1540-1560°C，然后将重熔体经试管小孔吹下，调整单辊甩带炉的旋转速度为1500-2000转/分钟，使得下落的熔体一接触到高速旋转的辊面就马上凝固成带状形成连续的金属带； (4)热处理 将上述合金带设计尺寸堆叠切割成预成型件，在氩气保护下，以5-10°C /min的升温速度升温至750-800°C，保温4-6h后，以12_15°C /min的降温速度等温退火至室温，得到本发明的导磁合金材料。
【文档编号】C22F1/10GK103938030SQ201410177145
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】王杨 申请人:王杨