一种厚非晶软磁合金及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明涉及一种厚非晶软磁合金，其组成成分及重量份数如下：铁70-80份；硅5-10份；硼5-10份；碳0.5-2份。本发明非晶软磁合金为厚度在50-60um非晶带材，通过实验，当非晶带材厚度超过50um以后就可用冲压设备直接冲出各种复杂形状的非晶片，再将这些非晶片叠加起来就可制成各种复杂形状的异型铁芯且尺寸精度高、产品一致性好，因而大大地简化了异型铁芯的制造工艺和制造成本，提高了产品合格率，提高了生产效率，为非晶电机的发展起到了很大的推动作用。
【专利说明】一种厚非晶软磁合金及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001] 本发明属于功能材料【技术领域】，涉及磁性材料，尤其是一种厚度在50-60uM的非 晶软磁合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 非晶软磁材料因其具有很高饱和磁感应强度、低矫顽力、低损耗等优点，在许多应 用领域正逐步取代硅钢片等传统软磁材料。国内现有的非晶软磁合金带材的厚度一般都在 30uM左右。用这种带材做成环形铁芯比较容易，但要做成像E型或更复杂形状的铁芯就比 较困难。通常采用的办法是先将裁剪过的非晶带材绕成环形铁芯，然后用整形夹具进行整 形，再将整形好的铁芯连同夹具一起进行热处理后用真空浸胶方法定型，最后再用专用切 割设备、平面磨床等进行机械加工。由于工序较多，每道工序如果处理不好都会影响到铁芯 最后性能，同时也增加了制作成本。
[0003] 近年来非晶电机发展迅速，用非晶材料做电机定子，因其在高频工作时涡流损耗 小，在400Hz-10000Hz频率下损耗是硅钢片的1/3-1/5,具有损耗低、温升低的优点。随 着高频、高速和高性能电机技术的发展，特别是汽车驱动电机使用非晶合金替代硅钢片材 料制备定子铁芯，从而降低了其高频下的涡流损耗，提高了电机系统的效率、功率和转矩密 度。非晶电机将成为未来必然发展趋势。但用于非晶电机上各种规格的铁芯多设计成异型， 用传统的制造异型铁芯方法较为复杂。
[0004] 通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有异型铁芯制造技术上的不足，提供一种厚度为 50-60um厚非晶软磁合金带材，该厚非晶软磁合金带材可以通过冲压叠加办法制造出各种 复杂形状的异型铁芯，且尺寸精度高、制造工艺得到简化、降低了生产成本、提高了产品合 格率。
[0006] 为了实现上述目的，本发明所采用的的技术方案如下：
[0007] -种厚非晶软磁合金，其组成成分及重量份数如下：
[0008] 铁 70-80份； 硅 5-10份； 硼 5-10份；
[0009] 碳 0.5-2份。
[0010] 一种如上所述的厚非晶软磁合金的制备方法，步骤如下：
[0011] ⑴按配方准确配料，把配好的料放入真空感应炉里经过真空熔炼形成合金熔液， 熔炼条件为：熔炼温度1300-1500°C、熔炼时间2-4小时、真空度0. 1-lPa ;将合金熔液倒 入设有冷却装置的旋转浇铸盘里形成合金铸锭，该冷却装置要保证冷却循环水的压力在 0· 1-0. 2MPa 之间；
[0012] ⑵将合金铸锭放入喷带设备上的中频感应坩埚里进行二次熔炼，熔炼温度为 1100-1300°C，熔炼时间40-60分钟，得到二次熔炼熔液；将二次熔炼熔液倒入经过预热的 中间包里，得钢氺，中间包要选择高一些的以增加钢氺的压力，提高带材的密度；钢氺通过 中间包底部的喷嘴喷到高速旋转铜棍上，铜棍内设有超级冷却系统，保证冷却速度在150 万度/S-170万度/S，通过调整喷嘴和铜棍之间的距离喷出厚度在50-60um的厚非晶软磁合 金带材，即得厚非晶软磁合金。
[0013] 而且，所述步骤⑵中预热温度为1200-1300°C。
[0014] 而且，所述步骤⑵中中间包的高度为280-300mm。
[0015] 如上所述的厚非晶软磁合金在制造异型铁芯方面的应用。
[0016] 本发明的优点和积极效果是：
[0017] 1、本发明非晶软磁合金为厚度在50_60um非晶带材，通过实验，当非晶带材厚度 超过50um以后就可用冲压设备直接冲出各种复杂形状的非晶片，再将这些非晶片叠加起 来就可制成各种复杂形状的异型铁芯且尺寸精度高、产品一致性好，因而大大地简化了异 型铁芯的制造工艺和制造成本，提商了广品合格率，提商了生广效率，为非晶电机的发展起 到了很大的推动作用。
[0018] 2、本发明制备方法方法简单、操作方便，所制备得到的非晶软磁合金省掉了专用 切割设备、平面磨床、带材裁剪机、整形夹具等设备的投入，提高了大批量生产铁芯的稳定 性，降低了复杂异型铁芯的制造难度。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例，对本发明进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的， 不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
[0020] 本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法；本发明中所使用 的设备，如无特殊说明，均为本领域的常规设备。
[0021] 实施例1
[0022] -种厚非晶软磁合金，其组成成分及重量份数如下：
[0023] Fe70_80 份；Si5_10 份；B5-10 份；C0. 5-2 份。
[0024] 上述厚非晶软磁合金的制备方法、步骤如下：
[0025] ⑴按配方准确配料，把配好的料放入真空感应炉里经过真空熔炼（熔炼温度 1300-1500°C、熔炼时间2-4小时、真空度0. Ι-lPa)形成合金熔液；将合金熔液倒入设有冷 却装置（该冷却装置要保证冷却循环水的压力在〇. 1-0. 2MPa之间）的旋转浇铸盘里形成 合金铸锭；
[0026] ⑵将合金铸锭放入喷带设备上的中频感应坩埚里进行二次熔炼（熔炼温度为 1100-1300°C，熔炼时间40-60分钟）得到二次熔炼熔液，将二次熔炼熔液倒入经过预 热（预热温度1200-1300°C，以保证钢氺的流动性）的中间包里，中间包要选择高一些 (280-300_)的以增加钢氺的压力，提高带材的密度。钢氺通过中间包底部的喷嘴喷到高速 旋转铜棍上，铜棍内设有超级冷却系统，要保证冷却速度在150万度/S--170万度/S，这是 合金带材加厚到50-60um仍能保持非晶状态的技术关键。通过调整喷嘴和铜棍之间的距离 喷出厚度在50-60um的厚非晶软磁合金带材。
[0027] 实施例2
[0028] -种厚非晶软磁合金，其组成成分及重量份数如下：
[0029] 铁 70份； 石圭 5份； 硼 5份； 碳 0.5份。
[0030] 一种如上所述的厚非晶软磁合金的制备方法，步骤如下：
[0031] ⑴按配方准确配料，把配好的料放入真空感应炉里经过真空熔炼形成合金熔液， 熔炼条件为：熔炼温度1300°c、熔炼时间2小时、真空度0. IPa ;将合金熔液倒入设有冷却 装置的旋转浇铸盘里形成合金铸锭，该冷却装置要保证冷却循环水的压力在〇. IMPa之间；
[0032] ⑵将合金铸锭放入喷带设备上的中频感应坩埚里进行二次熔炼，熔炼温度为 1KKTC，熔炼时间40分钟，得到二次熔炼熔液；将二次熔炼熔液倒入经过预热的中间包里， 预热温度为1200,中间包的高度为280_，得钢氺，中间包要选择高一些的以增加钢氺的压 力，提高带材的密度；钢氺通过中间包底部的喷嘴喷到高速旋转铜棍上，铜棍内设有超级冷 却系统，保证冷却速度在150万度/S，通过调整喷嘴和铜棍之间的距离喷出厚度在50的厚 非晶软磁合金带材，即得厚非晶软磁合金。
[0033] 实施例3
[0034] 一种厚非晶软磁合金，其组成成分及重量份数如下：
[0035] 铁 75份； 石圭 7份； 硼 7份； 碳 0.1份。
[0036] -种如上所述的厚非晶软磁合金的制备方法，步骤如下：
[0037] ⑴按配方准确配料，把配好的料放入真空感应炉里经过真空熔炼形成合金熔液， 熔炼条件为：熔炼温度1400°C、熔炼时间3小时、真空度0. 5Pa ;将合金熔液倒入设有冷却 装置的旋转浇铸盘里形成合金铸锭，该冷却装置要保证冷却循环水的压力在〇. 15MPa之 间；
[0038] ⑵将合金铸锭放入喷带设备上的中频感应坩埚里进行二次熔炼，熔炼温度为 1200°C，熔炼时间50分钟，得到二次熔炼熔液；将二次熔炼熔液倒入经过预热的中间包里， 预热温度为1250°C，中间包的高度为290mm，得钢氺，中间包要选择高一些的以增加钢氺的 压力，提高带材的密度；钢氺通过中间包底部的喷嘴喷到高速旋转铜棍上，铜棍内设有超级 冷却系统，保证冷却速度在160万度/S6,通过调整喷嘴和铜棍之间的距离喷出厚度在55um 的厚非晶软磁合金带材，即得厚非晶软磁合金。
[0039] 实施例4
[0040] 一种厚非晶软磁合金，其组成成分及重量份数如下：
[0041] 铁 80份； 石圭 10份； 硼 10份； 碳 2份。
[0042] 一种如上所述的厚非晶软磁合金的制备方法，步骤如下：
[0043] ⑴按配方准确配料，把配好的料放入真空感应炉里经过真空熔炼形成合金熔液， 熔炼条件为：熔炼温度1500°C、熔炼时间4小时、真空度IPa ;将合金熔液倒入设有冷却装 置的旋转浇铸盘里形成合金铸锭，该冷却装置要保证冷却循环水的压力在〇. 2MPa之间； [0044] ⑵将合金铸锭放入喷带设备上的中频感应坩埚里进行二次熔炼，熔炼温度为 1300°C，熔炼时间60分钟，得到二次熔炼熔液；将二次熔炼熔液倒入经过预热的中间包里， 预热温度为1300°C，中间包的高度为280-300mm，得钢氺，中间包要选择高一些的以增加钢 氺的压力，提高带材的密度；钢氺通过中间包底部的喷嘴喷到高速旋转铜棍上，铜棍内设有 超级冷却系统，保证冷却速度在170万度/S，通过调整喷嘴和铜棍之间的距离喷出厚度在 60um的厚非晶软磁合金带材，即得厚非晶软磁合金。
[0045] 本发明低磁导率纳米晶软磁合金的相关检测结果：
[0046] 通过实验，当非晶带材厚度超过50um以后就可用冲压设备直接冲出各种复杂形 状的非晶片，再把这些非晶片叠加起来就可制成各种复杂形状的异型铁芯且有很好的尺寸 精度。本发明厚非晶软磁合金带材可以通过冲压直接冲出各种复杂形状的非晶片，再通过 叠加制成各种复杂形状的异型铁芯。产品销往日本，被广泛应用于各类非晶电机上。
【权利要求】
1. 一种厚非晶软磁合金，其特征在于：其组成成分及重量份数如下： 铁 70-80汾； 硅 5-10份； 硼 5-10份； 碳 0.5-2份。
2. -种如权利要求1所述的厚非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：步骤如下： ⑴按配方准确配料，把配好的料放入真空感应炉里经过真空熔炼形成合金熔液，熔 炼条件为：熔炼温度1300-1500 °C、熔炼时间2-4小时、真空度0. Ι-lPa ;将合金熔液倒 入设有冷却装置的旋转浇铸盘里形成合金铸锭，该冷却装置要保证冷却循环水的压力在 0· 1-0. 2MPa 之间； ⑵将合金铸锭放入喷带设备上的中频感应坩埚里进行二次熔炼，熔炼温度为 1100-1300°C，熔炼时间40-60分钟，得到二次熔炼熔液；将二次熔炼熔液倒入经过预 热的中间包里，得钢氺，中间包要选择高一些的以增加钢氺的压力，提高带材的密度；钢氺 通过中间包底部的喷嘴喷到高速旋转铜棍上，铜棍内设有超级冷却系统，保证冷却速度在 150万度/S-170万度/S，通过调整喷嘴和铜棍之间的距离喷出厚度在50-60um的厚非晶软 磁合金带材，即得厚非晶软磁合金。
3. 根据权利要求2所述的厚非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中预 热温度为1200_1300°C。
4. 根据权利要求2所述的厚非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中中 间包的高度为280-300mm。
5. 如权利要求1所述的厚非晶软磁合金在制造异型铁芯方面的应用。
【文档编号】C22C45/02GK104195475SQ201410376564
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】安海路 申请人:天津奥纳科技有限公司