度区间（Txl-TJ保证了带材绕制成铁芯应用时足够的热处理的工艺范围和性能均匀 性。
[0070] 图4是本发明实施例代表成分和对比例典型成分非晶合金条带的矫顽力随热处 理温度变化的曲线。显然，本发明代表成分的热处理温度区间更宽，最佳热处理温度更低， 矫顽力更小，磁性能更优异。本发明非晶软磁合金优异的磁性能源于其强非晶形成能力和 较低的热处理工艺要求。
[0071] 不同Si,B，P含量非晶合金热处理后样品的磁性能汇总于表1，本发明实施例代表 成分和对比例典型成分的非晶合金条带的磁化曲线见图5。本发明合金具有较高的饱和磁 感应强度（I. 61-1. 69T)，高于规模化生产和推广的FeSiB合金（对比例11)、FeSiBC合金 (对比例3)。同时由于热处理后的样品内应力充分释放，磁畴钉扎点减少，本发明合金的软 磁性能更加优异，表现在更低的矫顽力和更高的磁导率方面。优异的磁性能进一步说明本 发明合金的先进性，对于其推广应用具有重要意义。
[0072] 图6是本发明退火后的实施例带材弯折180°后的图片，显然，本发明合金带材热 处理前后均具有优异的韧性，均可做180°弯折而不断裂。众所周知，非晶合金热处理后的 脆性极大影响了其应用，提高了磁芯加工的难度和废品率，并限制了其在受力和振动环境 下的应用。本发明合金优异的韧性对于非晶合金的发展具有突出的意义。
[0073] 表1实施例1~22以及对比实施例1至11中的非晶合金样品的合金成分、热力 学参数和软磁特性表，其中，符号含义如下：
[0074]Tc--居里温度；Txl--晶化温度J1--液相线温度；BS--饱和磁感应强度； Hc-矫顽力；Ue-有效磁导率（IkHz下）。
[0075] 表1实施例1~22以及对比例的非晶合金的热力学参数和磁性能
[0076]
[0079] 用普通工业原料，熔炼组分为（Fe83Si2.5Bia5P3) _xV99Cx合金，实施例23-28。M元 素为Fe、Si、B、P和C元素添加时原料中的杂质，不考虑其种类和含量f的影响，只将其作 为整体考虑对合金的性能影响。
[0080] 用一定形状的喷嘴喷射到30m/s旋转的铜辊上，制备出宽度Imm左右，厚度25ilm 左右的合金带，用XRD确定条带为非晶态结构。用25ym厚的非晶带测试热处理后样品的 磁性能和热处理前后带材的韧性。
[0081] 用差示扫描量热法获得上述制备得到的块体非晶合金的热力学参数（包括非晶 的居里温度T。、起始晶化温度Txl和液相线温度T1)。
[0082] 选用Te±15°C范围内在常规马弗炉中进行Ih等温退火处理，用B-H磁滞回线仪测 试样品的矫顽力、用阻抗分析仪测试条带样品的有效磁导率J、用振动样品磁强计测试 样品的饱和磁感应强度。
[0083] 通过调整铜辊的转速改变冷却速度，用单辊快淬法制备不同厚度的合金带，用XRD 分析带材的微观结构，可获得完全非晶合金带材的最大厚度即为对应成分的非晶形成能力 的评价依据。
[0084] 系统评价C元素含量对合金的非晶形成能力，磁性能的影响。C是小原子，其添加 有利于提高合金的原子失配比，适量添加有利于获得高非晶形成能力，但是由于C原子与 Fe原子间正的混合焓，过量C的添加会导致非晶形成能力的恶化，同时提高熔炼工艺要求。 表2显示本发明合金在权力要求C含量范围内0. 75 <e< 2. 75具有较高的饱和磁感应强 度和优异的磁性能，其最佳含量为〇. 75 <e< 2,偏离最佳C含量范围的合金性能下降。图 1表明偏离最佳C含量范围的合金非晶形成能力下降。
[0085] 表2实施例23~28以及对比例的非晶合金的热力学参数和磁性能
[0086]
[0087] 实施例 29-32
[0088] 用普通工业原料，熔炼组分为Fex(S^5Bia5P3C1) _x)/17合金，实施例29-32。M元 素为Fe、Si、B、P和C元素添加时原料中的杂质，不考虑其种类和含量f的影响，只将其作 为整体考虑对合金的性能影响。
[0089] 用一定形状的喷嘴喷射到30m/s旋转的铜辊上，制备出宽度Imm左右，厚度25iim 左右的合金带，用XRD确定条带为非晶态结构。用25ym厚的非晶带测试热处理后样品的 磁性能和热处理前后带材的韧性。
[0090] 用差示扫描量热法获得上述制备得到的块体非晶合金的热力学参数（包括非晶 的居里温度T。、起始晶化温度Txl和液相线温度T1)。
[0091] 选用L±15°c范围内在常规马弗炉中进行Ih等温退火处理，用B-H磁滞回线仪测 试样品的矫顽力、用阻抗分析仪测试条带样品的有效磁导率J、用振动样品磁强计测试 样品的饱和磁感应强度。
[0092] 通过调整铜辊的转速改变冷却速度，用单辊快淬法制备不同厚度的合金带，用XRD 分析带材的微观结构，可获得完全非晶合金带材的最大厚度即为对应成分的非晶形成能力 的评价依据。
[0093] 系统评价Fe元素含量对合金的非晶形成能力，磁性能的影响。Fe元素是本体系 唯一的铁磁性元素，其含量直接与饱和磁感应强度关联，Fe元素含量过低，饱和磁感应强度 低，铁元素含量过高，非晶形成元素含量低，合金偏离共晶点，非晶形成能力恶化明显。表3 显示本发明合金在权力要求Fe含量范围内81. 8 <a< 84. 3,具有较高的饱和磁感应强度、 优异的磁性能和强非晶形成能力，图1表明最高铁含量的实施例32合金的非晶形成能力依 然可达46pm。进一步提高Fe含量，会导致非晶形成能力的明显下降。这也是本发明与引 用专利的区别之一。
[0094] 表3Fe含量从81. 8到84. 3范围内，非晶合金的热学与磁性能。
[0095]
[0096] 以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅 为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、 补充或等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 具有高饱和磁感应强度和强非晶形成能力的铁基非晶合金，其特征在于，所述铁基 非晶合金中Fe的原子百分含量在81. 8~84. 3之间，且所述铁基非晶合金的饱和磁感应强 度彡1.61T，和/或矫顽力彡5A/m。2. 根据权利要求1所述的具有高饱和磁感应强度和强非晶形成能力的铁基非晶合金， 其特征在于，所述铁基非晶合金的表达式为Fe aSibBJV；Mf，表达式中M为原材料中不可避免 的一种或多种杂质兀素，a、b、c、d、e、f分别表不各对应组兀的原子百分含量，a+b+c+d+e+f =IOO03. 根据权利要求2所述的具有高饱和磁感应强度和强非晶形成能力的铁基非晶合金， 其特征在于，所述的1彡b彡6,6彡c彡13，1彡d彡6,0. 75彡e彡2. 75, f彡0? 5。4. 根据权利要求3所述的具有高饱和磁感应强度和强非晶形成能力的铁基非晶合金， 其特征在于，所述的1彡b彡4,8彡c彡12,1彡d彡4,0. 75彡e彡2。5. 根据权利要求1至4任一项所述的具有高饱和磁感应强度和强非晶形成能力的铁基 非晶合金，其特征在于，所述铁基非晶合金的饱和磁感应强度> I. 65T。6. 根据权利要求5所述的具有高饱和磁感应强度和强非晶形成能力的铁基非晶合金， 其特征在于，所述铁基非晶合金的熔点低于1240°C。7. -种由权利要求1所述的具有高饱和磁感应强度和强非晶形成能力的铁基非晶合 金所制备的带材，其特征在于，所述带材是所述铁基非晶合金通过单辊快淬法形成的完全 非晶合金，其临界厚度彡40μm。8. 根据权利要求7所述的一种由上述铁基非晶合金制备的带材，其特征在于，所述带 材经历温度为260-340°C、时间为2min-300min的热处理后，其韧性能保证带材对折而不断 裂。
【专利摘要】本发明涉及一种铁基非晶合金，所述铁基非晶合金中Fe的原子百分含量在81.8～84.3之间，且所述铁基非晶合金的饱和磁感应强度≥1.61T，和/或矫顽力≤5A/m，所述合金的表达式为：FeaSibBcPdCeMf，表达式中M为原材料中不可避免的一种或多种杂质元素，a、b、c、d、e、f分别表示各对应组元的原子百分含量，a+b+c+d+e+f＝100。本发明的合金在满足平面流铸快淬制备宽幅带材所需强非晶形成能力的前提下，还具有高饱和磁感应强度等磁性能优点，所述合金宽幅带材样品的最大厚度达81μm。另外，合金不含有非磁性金属元素，适合用工业纯度原材料生产，制备方法简单，具有生产成本低的优势，合金带材样品热处理前后均具有很好的韧性，达到最佳磁性能时仍能保持180°对折而不断裂。
【IPC分类】B22D11/06, C22C45/02, C21D9/52, H01F1/153
【公开号】CN105088107
【申请号】CN201410285976
【发明人】常春涛, 王安定, 赵成亮, 门贺, 王新敏
【申请人】中国科学院宁波材料技术与工程研究所
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年6月24日