一种铁基非晶带材及其制备方法和高频高磁导率纳米晶合金的制备方法与流程

文档序号:15504198发布日期:2018-09-21 22:57阅读:651来源:国知局

本发明属于磁性材料技术领域,尤其涉及一种铁基非晶带材及其制备方法和高频高磁导率纳米晶合金的制备方法。



背景技术:

铁基纳米晶合金是由非晶合金经过晶化退火而得到的一类具有高磁导率和低损耗的新型软磁合金。常规铁基纳米晶合金磁芯是由典型国标成分fe73.5si13.5b9nb3cu1的非晶合金薄带经过卷绕成磁芯后,再进行优化退火工艺而得到的,其在1khz频率下有效磁导率可以达到10万左右。

随着现代工业的发展,希望软磁材料在更高频率范围内,如10khz到100khz,具有更高的磁导率。现有技术充分利用横向磁场退火工艺可以有效降低剩余磁感应强度的优势,采用真空横向磁场退火,提高铁基纳米晶合金磁芯高频条件下的磁导率:1khz频率下有效磁导率可以达到20万左右,10khz频率下有效磁导率可以达到6万以上,而100khz频率下有效磁导率最高可以达到2.8万。

但是,进行横向磁场退火时,为了获得较大的横向磁场强度,需要采用500a~800a的大电流,耗能巨大。

并且,高频高磁导率磁芯制备过程中,磁芯在进行横向磁场退火时,由于洛伦兹力的作用,会在磁场中发生移动。常规的解决办法是将磁芯穿在不锈钢棍子上,并用铜线或者其它无磁的金属线固定住磁芯的两端,进而使磁芯避免发生横向或者纵向的运动。但是,存在工艺复杂,产量小,工业生产效率低且生产成本高的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供用于制备高频高磁导率纳米晶合金的铁基非晶带材及其制备方法和高频高磁导率纳米晶合金的制备方法,本发明提供的铁基非晶带材,仅仅需要保温退火,无需采用真空横向磁场退火即可得到高频高磁导率。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

本发明提供了一种铁基非晶带材,按摩尔份数计,包括以下组分:67~74.2份的fe,16~19.2份的si,6.5~8.5份的b,2.0~3.0份的nb,0.2~1份的v,1.0~1.3份的cu和0.1~2.2份的co。

优选的,所述铁基非晶带材的厚度为18~24μm。

本发明提供了上述技术方案所述的铁基非晶带材的制备方法,包括:将包括所述铁基非晶带材限定组成的母合金进行甩带处理,得到铁基非晶带材。

本发明还提供了一种高频高磁导率纳米晶合金的制备方法,包括:

(1)提供上述技术方案所述的铁基非晶带材;

(2)将所述铁基非晶带材进行分级晶化退火,得到高频高磁导率纳米晶合金;所述分级晶化退火无需在磁场条件下进行。

优选的,所述分级晶化退火在真空条件下进行。

优选的,将所述铁基非晶带材依次进行初级晶化退火、升温和二级晶化退火。

优选的,所述初级晶化退火的温度为470~480℃,所述初级晶化退火的时间为120~150min。

优选的,所述二级晶化退火的温度为530~560℃,所述二级晶化退火的时间为120~180min。

优选的,所述升温的速率为1~3℃/min。

优选的,所述分级晶化退火前,还包括:将所述铁基非晶带材进行卷绕处理,得到铁基非晶磁芯;

将所述铁基非晶磁芯进行分级晶化退火后,得到的高频高磁导率纳米晶合金即为高频高磁导率纳米晶磁芯。

本发明提供了一种铁基非晶带材,按摩尔份数计,包括以下组分:67~74.2份的fe,16~19.2份的si,6.5~8.5份的b,2.0~3.0份的nb,0.2~1份的v,1.0~1.3份的cu和0.1~2.2份的co。本发明提供的铁基非晶带材,组分中含有高含量的硅,使得合金具有高的磁导率,同时具有较低的磁感生各向异性,因而可以不经过横向磁场退火,也具有较高的磁导率;合金组分中含有较低含量的硼,在经过双级晶化退火后有利于获得低的剩余磁感应强度br,同时还可以降低硅含量高导致的脆性,增加非晶带材的韧性。合金组分中含有一定量的v和co,可以抑制随频率升高所导致的磁滞回线宽化的现象,进而提高合金在100khz的高频下的有效磁导率。在经过退火制备纳米晶合金时,本发明提供的铁基非晶带材无需结合横向磁场条件,仅需采用分级晶化退火得到的纳米晶合金在高频条件下,具有更高的有效磁导率。实施例的结果表明,本发明提供的铁基非晶带材,仅仅需要保温退火,无需采用真空横向磁场退火即可得到10khz频率下,有效磁导率不低于80000;100khz频率下,有效磁导率高达30000。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例1中铁基非晶带材的xrd检测结果图;

图2为本发明实施例2中铁基非晶带材的xrd检测结果图;

图3为本发明实施例3中铁基非晶带材的xrd检测结果图;

图4为本发明实施例4中铁基非晶带材的xrd检测结果图;

图5为本发明实施例5中铁基非晶带材的xrd检测结果图。

具体实施方式

本发明提供了一种铁基非晶带材,按摩尔份数计,包括以下组分:67~74.2份的fe,16~19.2份的si,6.5~8.5份的b,2.0~3.0份的nb,0.2~1份的v,1.0~1.3份的cu和0.1~2.2份的co。

本发明提供的用于制备高频高磁导率纳米晶合金的铁基非晶带材,以摩尔份数计,包括67~74.2份的fe,优选为66.5~71.5份,进一步优选为66.8~71.0份,更优选为69~70份。

以所述摩尔份的fe为基础,本发明提供的铁基非晶带材,包括16~19.2份的si,优选为16.5~19.0份,进一步优选为17~18.8份,更优选为17.5~18.5份,最优选为18份。

以所述摩尔份的fe为基础,本发明提供的铁基非晶带材,包括6.5~8.5份的b,优选为6.6~8.0份,进一步优选为6.65~7.5份,更优选为6.7~7.0份,最优选为6.8~6.9份。

以所述摩尔份的fe为基础,本发明提供的铁基非晶带材,包括2.0~3.0份的nb,优选为2.1~2.4份,进一步优选为2.15~2.35份,更优选为2.2~2.3份。在本发明中,所述铁基非晶带材中合金组分中含有更低的硼和铌,有利于缓解硅含量较高导致的脆性较大的问题。

以所述摩尔份的fe为基础,本发明提供的铁基非晶带材,包括0.2~1份的v,优选为0.3~0.8份,进一步优选为0.4~0.7份,更优选为0.5~0.6份。

以所述摩尔份的fe为基础,本发明提供的铁基非晶带材,包括1.0~1.3份的cu,优选为1.05~1.25份,进一步优选为1.1~1.2份,更优选为1.15份。

以所述摩尔份的fe为基础,本发明提供的铁基非晶带材,包括0.1~2.2份的co,优选为0.2~2.0份,进一步优选为0.5~1.5份,更优选为0.8~1.0份。

在本发明中,所述铁基非晶带材的厚度优选为18~24μm,进一步优选为18~22μm,更优选为19~20μm。本发明能够得到厚度在19~20μm范围内的铁基非晶带材,这既能保证工业生产的高效率,又能保证在高频下具有高的有效磁导率。

本发明提供了上述技术方案所述的铁基非晶带材的制备方法,包括:将包括所述铁基非晶带材限定组成的母合金进行甩带处理,得到铁基非晶带材。

在本发明中,所述母合金优选采用自行制备的方式得到。本发明对所述母合金的制备工艺没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的中频感应加热工艺进行熔炼。在本发明中,所述母合金的制备方法优选包括:将满足所述铁基非晶带材限定组成配比的金属原料熔炼后进行浇铸。本发明对所述金属原料的种类和用量没有特殊要求,以能满足所述铁基非晶带材限定的组分即可。

在本发明中,所述熔炼和浇铸优选在大气气氛或真空环境下进行。本发明对所述熔炼和浇铸的具体实施形式没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的熔炼和浇铸方式即可。在本发明的实施例中,所述熔炼具体在中频炉内进行。

本发明对所述甩带处理的方式没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的甩带方式即可。本发明优选将所述母合金熔化得到钢液后,采用甩带机将所述钢液进行甩带,得到铁基非晶带材。在本发明的实施例中,所述甩带机具体为压力单辊甩带机。

本发明采用甩带机进行甩带时喷包压力优选为0.02~0.3mpa,进一步优选为0.05~0.2mpa,更优选为0.1~0.2mpa。本发明采用甩带机进行甩带时喷包的喷嘴缝隙宽度优选为0.3~0.5mm,进一步优选为0.4mm。本发明采用甩带机进行甩带时铜辊线速度优选为15~30m/s,进一步优选为20~25m/s,更优选为20m/s。本发明采用甩带机进行甩带时钢液的温度优选为1320~1480℃,进一步优选为1350~1450℃,更优选为1380~1400℃。

本发明提供了一种高频高磁导率纳米晶合金的制备方法,包括:

(1)提供上述技术方案所述的铁基非晶带材;

(2)将所述铁基非晶带材进行分级晶化退火,得到高频高磁导率纳米晶合金;所述分级晶化退火无需在磁场条件下进行。

在本发明中,所述铁基非晶带材的制备方法优选包括以下步骤:将包括所述铁基非晶带材限定组成的母合金进行甩带处理,得到铁基非晶带材。在本发明中,所述铁基非晶带材的制备方法与上述技术方案所述的铁基非晶带材的制备方法一致,在此不再赘述。

本发明将所述铁基非晶带材进行分级晶化退火,得到高频高磁导率纳米晶合金。在本发明中,所述分级晶化退火优选在真空条件下进行,所述真空条件的真空度优选为小于5pa,进一步优选为1~4pa。

在本发明中,所述分级晶化退火优选包括:将所述铁基非晶带材依次进行初级晶化退火、升温和二级晶化退火。

在本发明中,所述初级晶化退火的温度优选为470~480℃,进一步优选为472~475℃;所述初级晶化退火的时间优选为120~150min,进一步优选为125~145min,更优选为130~140min。在本发明中,所述初级晶化退火通过孕育作用,使非晶合金在低于晶化温度情况下发生部分晶化,从而预先释放一部分晶化潜热,减弱随后二级晶化退火时由于晶化潜热释放导致的带材的自升温现象。

完成所述初级晶化退火后,本发明优选将所述初级晶化退火后的合金升温至二级晶化退火温度后,进行二级晶化退火。在本发明中,所述升温的速率优选为1~3℃/min,进一步优选为1.5~2℃/min。在本发明中,所述二级晶化退火的温度优选为530~560℃,进一步优选为535~555℃,更优选为540~550℃;所述二级晶化退火的时间优选为120~180min,进一步优选为125~175min,更优选为130~160min,最优选为150min。

在本发明中,所述二级晶化退火使非晶合金发生晶化变成非晶加纳米晶的双相结构,从而具有高磁导率特性。

在本发明中,当需要制备高频高磁导率纳米晶磁芯时,所述分级晶化退火前,优选还包括:将所述铁基非晶带材进行卷绕处理,得到铁基非晶磁芯;将所述铁基非晶磁芯按照上述技术方案限定的分级晶化退化方案进行分级晶化退火后,得到的高频高磁导率纳米晶合金即为高频高磁导率纳米晶磁芯。本发明对所述卷绕处理方式没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的磁芯卷绕方式即可。本发明对所述得到的铁基非晶磁芯的尺寸没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的磁芯尺寸即可。在本发明的实施例中,所述磁芯具体为外径32mm,内径20mm,高度10mm的环状磁芯。

完成所述分级晶化退火后,本发明优选将所述分级晶化退火后的合金进行冷却,得到高频高磁导率纳米晶合金。本发明对所述冷却的方式没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的冷却方式即可。在本发明中,所述冷却后的合金温度优选为300℃以下。

本发明提供了一种用于制备高频高磁导率纳米晶合金的铁基非晶带材,按摩尔份数计,包括以下组分:67~74.2份的fe,16~19.2份的si,6.5~8.5份的b,2.0~3.0份的nb,0.2~1份的v,1.0~1.3份的cu和0.1~2.2份的co。

采用本发明提供的铁基非晶非晶带材卷绕得到磁芯后经双级晶化退火后,显著提高在高频条件下的有效磁导率:10khz频率下,有效磁导率不低于80000;100khz频率下,有效磁导率不低于30000。

磁芯的电感量与有效磁导率成正比,对于电感生产企业而言,采用更高有效磁导率的非晶带材,能够有效降低磁芯重量,减少铜线用量,降低生产成本,并且有助于可以得到体积更小、电感值更高的电感,有利于促进电子和电器工业的高频化、高效化和小型化。

本发明提供的铁基非晶带材不需要进行真空横磁场退火,仅仅需要保温退火,即可得到高频高磁导率磁芯,工艺简单,并且耗能低,相比真空横向磁场退火方法,每吨磁芯至少减少5千元工艺成本。

下面结合实施例对本发明提供的铁基非晶带材及其制备方法和高频高磁导率纳米晶合金的制备方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

采用中频炉,将满足所述铁基非晶带材限定组分配比的金属原料:电工纯铁(>99.9%)、金属硅(>99%)、硼铁(含硼量16~18%)、铌铁(含铌量64-66%)、钒铁(含钒量50~55%)、纯铜(>99.9%)和纯钴(>99.9%),在真空环境下熔炼后进行浇铸,得到包括所述铁基非晶带材限定组分的母合金,其中各金属元素的摩尔份数分别为:铁69.5份、硅16.5份、硼8.5份、铌3.0份、钒1.0份、铜1.3份和钴0.2份,即母合金组分为fe69.5si16.5b8.5nb3.0v1.0cu1.3co0.2。

将母合金熔化后,采用压力单辊甩带机进行甩带处理,甩带时的合金溶液的温度为1320℃。甩带得到铁基非晶带材,其中铁基非晶带材中各金属元素的摩尔份数分别为:铁69.5份、硅16.5份、硼8.5份、铌3.0份、钒1.0份、铜1.3份和钴0.2份,即铁基非晶带材的合金组分为fe69.5si16.5b8.5nb3.0v1.0cu1.3co0.2。

制备得到的铁基非晶带材的厚度为19±1μm,非晶带材的叠片系数为0.82,并对制备得到的铁基非晶带材进行了xrd检测,结果如图1所示。由图1可知,xrd衍射图谱在44.5度附近呈现为一个明显的宽峰,表明带材的结构为非晶态。

将得到的铁基非晶带材卷绕成外径32mm,内径20mm,高度10mm的环状磁芯,在真空环境下进行双级晶化退火:在480℃保温120分钟,然后以1℃/分的速度升到550℃保温120分钟,然后冷却到200℃以下去掉真空出炉,经过上述退火过程将发生本领域所熟悉的非晶合金的纳米晶化过程,即该非晶合金将转变为非晶/纳米晶双相结构,简称为纳米晶合金出炉后,因而出炉后得到高频高磁导率纳米晶磁芯。

对制备得到的高频高磁导率纳米晶磁芯进行磁性能测试:测试频率为10khz时,电感值为75μh,有效磁导率为12万;测试频率为100khz时,电感值为20.5μh,有效磁导率为3.3万;静态条件下矫顽力hc=0.45a/m。

实施例2

采用中频炉,将满足所述铁基非晶带材限定组分配比的金属原料:电工纯铁(>99.9%)、金属硅(>99%)、硼铁(含硼量16~18%)、铌铁(含铌量64~66%)、钒铁(含钒量50~55%)、纯铜(>99.9%)和纯钴(>99.9%),在真空环境下熔炼后进行浇铸,得到包括所述铁基非晶带材限定组分的母合金,其中各金属元素的摩尔份数分别为:铁70.5份、硅17份、硼7.5份、铌2.5份、钒0.5份、铜1.3份和钴0.8份,即母合金组分为fe70.5si17b7.5nb2.5v0.5cu1.2co0.8。

将母合金熔化后,采用压力单辊甩带机进行甩带处理,甩带时的合金溶液的温度为1380℃。甩带得到铁基非晶带材,其中铁基非晶带材中各金属元素的摩尔份数分别为:铁70.5份、硅17份、硼7.5份、铌2.5份、钒0.5份、铜1.3份和钴0.8份,即铁基非晶带材的合金组分为fe70.5si17b7.5nb2.5v0.5cu1.2co0.8。

制备得到的铁基非晶带材的厚度为22±1μm,非晶带材的叠片系数为0.82,同样对制备得到的铁基非晶带材进行了xrd检测,结果如图2所示。由图2可知,xrd衍射图谱在44.5度附近呈现为一个明显的宽峰,表明带材的结构为非晶态。

将得到的铁基非晶带材卷绕成外径32mm,内径20mm,高度10mm的环状磁芯,在真空环境下进行双级晶化退火:在480℃保温120分钟,然后以1℃/分的速度升到540℃保温120分钟,然后冷却到200℃以下去掉真空出炉,经过上述退火过程将发生本领域所熟悉的非晶合金的纳米晶化过程,即该非晶合金将转变为非晶/纳米晶双相结构,简称为纳米晶合金出炉后,因而出炉后得到高频高磁导率纳米晶磁芯。

对制备得到的高频高磁导率纳米晶磁芯进行磁性能测试:测试频率为10khz时,电感值为66μh,有效磁导率为10.5万;测试频率为100khz时,电感值为18μh,有效磁导率为2.9万;静态条件下矫顽力hc=0.62a/m。

实施例3

采用中频炉,将满足所述铁基非晶带材限定组分配比的金属原料:电工纯铁(>99.9%)、金属硅(>99%)、硼铁(含硼量16-18%)、铌铁(含铌量64-66%)、钒铁(含钒量50-55%)、纯铜(>99.9%)和纯钴(>99.9%),在真空环境下熔炼后进行浇铸,得到包括所述铁基非晶带材限定组分的母合金,其中各金属元素的摩尔份数分别为:铁73.2份、硅17.5份、硼7.0份、铌2.0份、钒0.2份、铜1.0份和钴0.1份,即母合金组分为fe73.2si17.5b7.0nb2.0v0.2cu1.0co0.1。

将母合金熔化后,采用压力单辊甩带机进行甩带处理,甩带时的合金溶液的温度为1480℃。甩带得到铁基非晶带材,其中铁基非晶带材中各金属元素的摩尔份数分别为:铁73.2份、硅17.5份、硼7.0份、铌2.0份、钒0.2份、铜1.0份和钴0.1份,即铁基非晶带材的合金组分为fe73.2si17.5b7.0nb2.0v0.2cu1.0co0.1。

制备得到的铁基非晶带材的厚度为20±1μm,非晶带材的叠片系数为0.82,同样对制备得到的铁基非晶带材进行了xrd检测,结果如图3所示。由图3可知,xrd衍射图谱在44.5度附近呈现为一个明显的宽峰,表明带材的结构为非晶态。

将得到的铁基非晶带材卷绕成外径32mm,内径20mm,高度10mm的环状磁芯,在真空环境下进行双级晶化退火:在475℃保温120分钟,然后以1℃/分的速度升到550℃保温120分钟,然后冷却到200℃以下去掉真空出炉,经过上述退火过程将发生本领域所熟悉的非晶合金的纳米晶化过程,即该非晶合金将转变为非晶/纳米晶双相结构,简称为纳米晶合金出炉后,因而出炉后得到高频高磁导率纳米晶磁芯。

对制备得到的高频高磁导率纳米晶磁芯进行磁性能测试:测试频率为10khz时,电感值为62μh,有效磁导率为10万;测试频率为100khz时,电感值为17.5μh,有效磁导率为2.8万;静态条件下矫顽力hc=0.86a/m。

实施例4

采用中频炉,将满足所述铁基非晶带材限定组分配比的金属原料:电工纯铁(>99.9%)、金属硅(>99%)、硼铁(含硼量16-18%)、铌铁(含铌量64-66%)、钒铁(含钒量50-55%)、纯铜(>99.9%)和纯钴(>99.9%),在真空环境下熔炼后进行浇铸,得到包括所述铁基非晶带材限定组分的母合金,其中各金属元素的摩尔份数分别为:铁71.7份、硅18份、硼6.5份、铌2.0份、钒0.2份、铜1.1份和钴0.5份,即母合金组分为fe71.7si18b6.5nb2.0v0.2cu1.1co0.5。

将母合金熔化后,采用压力单辊甩带机进行甩带处理,甩带时的合金溶液的温度为1420℃。甩带得到铁基非晶带材,其中铁基非晶带材中各金属元素的摩尔份数分别为:铁71.7份、硅18份、硼6.5份、铌2.0份、钒0.2份、铜1.1份和钴0.5份,即铁基非晶带材的合金组分为fe71.7si18b6.5nb2.0v0.2cu1.1co0.5。

制备得到的铁基非晶带材的厚度为19±1μm,非晶带材的叠片系数为0.82,同样对制备得到的铁基非晶带材进行了xrd检测,结果如图4所示。由图4可知,xrd衍射图谱在44.5度附近呈现为一个明显的宽峰,表明带材的结构为非晶态。

将得到的铁基非晶带材卷绕成外径32mm,内径20mm,高度10mm的环状磁芯,在真空环境下进行双级晶化退火:在470℃保温120分钟,然后以1℃/分的速度升到540℃保温120分钟,然后冷却到200℃以下去掉真空出炉,经过上述退火过程将发生本领域所熟悉的非晶合金的纳米晶化过程,即该非晶合金将转变为非晶/纳米晶双相结构,简称为纳米晶合金出炉后,因而出炉后得到高频高磁导率纳米晶磁芯。

对制备得到的高频高磁导率纳米晶磁芯进行磁性能测试:测试频率为10khz时,电感值为69μh,有效磁导率为11万;测试频率为100khz时,电感值为20μh,有效磁导率为3.2万;静态条件下矫顽力hc=0.53a/m。

实施例5

采用中频炉,将满足所述铁基非晶带材限定组分配比的金属原料:电工纯铁(>99.9%)、金属硅(>99%)、硼铁(含硼量16-18%)、铌铁(含铌量64-66%)、钒铁(含钒量50-55%)、纯铜(>99.9%)和纯钴(>99.9%),在真空环境下熔炼后进行浇铸,得到包括所述铁基非晶带材限定组分的母合金,其中各金属元素的摩尔份数分别为:铁67份、硅19份、硼8.0份、铌3.0份、钒0.5份、铜1.0份和钴1.5份,即母合金组分为fe67si19b8.0nb3.0v0.5cu1.0co1.5。

将母合金熔化后,采用压力单辊甩带机进行甩带处理,甩带时的合金溶液的温度为1320℃。甩带得到铁基非晶带材,其中铁基非晶带材中各金属元素的摩尔份数分别为:铁67份、硅19份、硼8.0份、铌3.0份、钒0.5份、铜1.0份和钴1.5份,即铁基非晶带材的合金组分为fe67si19b8.0nb3.0v0.5cu1.0co1.5。

制备得到的铁基非晶带材的厚度为24±1μm,非晶带材的叠片系数为0.82,同样对制备得到的铁基非晶带材进行了xrd检测,结果如图5所示。由图5可知,xrd衍射图谱在44.5度附近呈现为一个明显的宽峰,表明带材的结构为非晶态。

将得到的铁基非晶带材卷绕成外径32mm,内径20mm,高度10mm的环状磁芯,在真空环境下进行双级晶化退火:在470℃保温120分钟,然后以1℃/分的速度升到530℃保温180分钟,然后冷却到200℃以下去掉真空出炉,经过上述退火过程将发生本领域所熟悉的非晶合金的纳米晶化过程,即该非晶合金将转变为非晶/纳米晶双相结构,简称为纳米晶合金出炉后,因而出炉后得到高频高磁导率纳米晶磁芯。

对制备得到的高频高磁导率纳米晶磁芯进行磁性能测试:测试频率为10khz时,电感值为62μh,有效磁导率为10万;测试频率为100khz时,电感值为16.8μh,有效磁导率为2.7万;静态条件下矫顽力hc=0.92a/m。

对比例1:

采用中频炉,将满足所述铁基非晶带材限定组分配比的金属原料:电工纯铁(>99.9%)、金属硅(>99%)、硼铁(含硼量16-18%)、铌铁(含铌量64-66%)、钒铁(含钒量50-55%)、纯铜(>99.9%)和纯钴(>99.9%),在真空环境下熔炼后进行浇铸,得到包括所述铁基非晶带材限定组分的母合金,其中各金属元素的摩尔份数分别为:铁73.5份、硅15.5份、硼7份、铌3份和铜1.0份,即母合金组分为fe73.5si15.5b7nb3cu1。

将母合金熔化后,采用压力单辊甩带机进行甩带处理,甩带时的合金溶液的温度为1420℃。甩带得到铁基非晶带材,其中铁基非晶带材中各金属元素的摩尔份数分别为:铁73.5份、硅15.5份、硼7份、铌3份和铜1.0份,即母合金组分为fe73.5si15.5b7nb3cu1。

制备得到的铁基非晶带材的厚度为20±1μm,非晶带材的叠片系数为0.82。

将得到的铁基非晶带材卷绕成外径32mm,内径20mm,高度10mm的环状磁芯,在真空环境下进行双级晶化退火:在470℃保温120分钟,然后以1℃/分的速度升到550℃保温150分钟,然后冷却到200℃以下去掉真空出炉,经过上述退火过程将发生本领域所熟悉的非晶合金的纳米晶化过程,即该非晶合金将转变为非晶/纳米晶双相结构,简称为纳米晶合金。

对制备得到的纳米晶磁芯进行磁性能测试:测试频率为10khz时,电感值为50μh,有效磁导率为8万;测试频率为100khz时,电感值为8μh,有效磁导率为1.3万;静态条件下矫顽力hc=0.62a/m。

对比例2:

采用中频炉,将满足所述铁基非晶带材限定组分配比的金属原料:电工纯铁(>99.9%)、金属硅(>99%)、硼铁(含硼量16~18%)、铌铁(含铌量64~66%)、钒铁(含钒量50~55%)、纯铜(>99.9%)和纯钴(>99.9%),在真空环境下熔炼后进行浇铸,得到包括所述铁基非晶带材限定组分的母合金,其中各金属元素的摩尔份数分别为:铁69.5份、硅16.5份、硼8.5份、铌3.0份、钒1.0份、铜1.3份和钴0.2份,即母合金组分为fe69.5si16.5b8.5nb3.0v1.0cu1.3co0.2。

将母合金熔化后,采用重力单辊甩带机进行甩带处理,甩带时的合金溶液的温度为1320℃。甩带得到铁基非晶带材,其中铁基非晶带材中各金属元素的摩尔份数分别为:铁69.5份、硅16.5份、硼8.5份、铌3.0份、钒1.0份、铜1.3份和钴0.2份,即铁基非晶带材的合金组分为fe69.5si16.5b8.5nb3.0v1.0cu1.3co0.2。

制备得到的铁基非晶带材的厚度为30±1μm,非晶带材的叠片系数为0.78。

将得到的铁基非晶带材卷绕成外径32mm,内径20mm,高度10mm的环状磁芯,在真空环境下进行双级晶化退火:在480℃保温120分钟,然后以1℃/分的速度升到550℃保温120分钟,然后冷却到200℃以下去掉真空出炉,经过上述退火过程将发生本领域所熟悉的非晶合金的纳米晶化过程,即该非晶合金将转变为非晶/纳米晶双相结构,简称为纳米晶合金。

对制备得到的纳米晶磁芯进行磁性能测试:测试频率为10khz时,电感值为55μh,有效磁导率为9.8万;测试频率为100khz时,电感值为12μh,有效磁导率为2.1万;静态条件下矫顽力hc=0.48a/m。

由以上实施例可知,本发明提供的铁基非晶带材,仅仅需要保温退火,无需采用真空横向磁场退火即可得到10khz频率下,有效磁导率不低于80000;100khz频率下,有效磁导率高达30000;严格采用满足厚度要求的铁基非晶带材,确保磁导率的提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1