一种铁基软磁非晶合金及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明属于金属材料领域，是一种新的铁基软磁非晶合金及其制备工艺。本发明铁基软磁非晶合金，含有磷和硼，其特征是合金中各元素的原子百分比满足以下条件：77≤铁≤81；8≤硼≤10；9≤磷≤14。硼以铁硼中间合金的方式加入，磷以铁磷中间合金的方式加入。本发明生产成本低、工艺简单；制备的软磁非晶合金具有饱和磁化强度高的特点，适合用于变压器铁芯，例如配电变压器、中频变压器等。
【专利说明】一种铁基软磁非晶合金及其制备工艺
[0001]
【技术领域】：本发明属于金属材料领域，特别是涉及了一种新的铁基软磁非晶合金 及其制备工艺。
【背景技术】 [0002] ：铁基非晶态合金具有矫顽力低、磁导率高、电阻率高等特点，将其制成 变压器，比硅钢变压器空载节能60-80%，同时减少了二氧化碳、二氧化硫等的排放量，是 目前节能效果较理想的配电变压器材料。但目前开发的铁基非晶合金的饱和磁感应强度较 低，造成非晶产品的体积较大，材料使用量和成本增加，加之非晶材料价格较高，导致非晶 与硅钢产品相比价格优势并不明显。要获得高饱和磁感应强度，需要降低非铁磁性的其它 组元（如Zr、Mo、类金属等）的含量，保证较高的铁含量。而铁含量越高，没有其它元素的 合金化，铁基非晶合金的非晶形成能力相对较低，这与追求优异的磁性能相矛盾。因此寻找 能提高饱和磁感应强度的元素配比，同时又不降低铁基非晶的形成能力是铁基非晶软磁性 材料研发的难点。
【发明内容】
[0003] ：本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种成本低、饱和磁 化强度高的铁基软磁非晶合金及其制备工艺。
[0004] 本发明是通过以下方式实现的：
[0005] -种铁基软磁非晶合金，含有磷和硼，其特征是合金中各元素的原子百分比满足 以下条件：77彡铁彡81 ;8彡硼彡10 ;9彡磷彡14。
[0006] 上述铁基软磁非晶合金的制备工艺，其特征是包括以下步骤：
[0007] (1)首先按成分配比Fe77_81B8_ 1(lP9-14称取纯铁、铁磷中间合金、铁硼中间合金；铁磷 中间合金中磷的质量百分比为25. 3%，铁硼中间合金中鹏的质量百分比为17% ;
[0008] (2)在高纯氩气保护气氛中的真空电弧炉中进行熔炼，熔炼电流为250-500A，每 一埚料熔化至少三次，第二次及以后熔炼时加磁搅拌，保证成分分布均匀；
[0009] (3)熔化结束后取出锭料，并将表面打光，以备熔体甩带实验用；
[0010] (4)采用高频重熔甩带设备、高频感应加热设备，将小块锭料放入底端带有小孔的 石英管中进行甩带，甩带过程在氩气保护下进行。
[0011] 上述铁基非晶合金的制备工艺，其特征是步骤⑵中真空熔炼的真空度为 2-3 X l(T3Pa ;步骤（4)中石英管上小孔的直径为1. 2-1. 5mm ;甩带过程中熔体的喷射压力为 0. 3Mpa以上；熔体的喷射温度为1250-1300°C ;甩带用钥轮或铜辊尺寸为直径220mm，使用 铜辊时转速为1800转/分及以上，使用钥轮时转速为2000转/分及以上。
[0012] 本发明通过合理的成分配比和工艺，可以制得铁基软磁非晶薄带。其中Fe79P 8B13 和Fe77P9B14铸态非晶带的饱和磁化强度达到166emu/g，相较于传统的非晶变压器材料 Fe78Si9B13(饱和磁化强度为162emu/g)具有饱和磁化强度高、非晶形成能力强的特点。
【具体实施方式】：
[0013] 下面给出本发明的三个最佳实施例：
[0014] 实施例1
[0015] (1)原材料为纯铁（99. 99% )、铁磷中间合金（P质量百分比为25. 3% )、铁硼中间
【权利要求】
1. 一种铁基软磁非晶合金，含有磷和硼，其特征是合金中各元素的原子百分比满足以 下条件：77彡铁彡81 ;8彡硼彡10 ;9彡磷彡14。
2. 根据权利要求1所述一种铁基软磁非晶合金的制备工艺，其特征是包括以下步骤： ⑴首先按成分配比Fe77_ 81B8_1(lP9-14称取纯铁、铁磷中间合金、铁硼中间合金原料；铁磷 中间合金中磷的质量百分比为25. 3%，铁硼中间合金中硼的质量百分比为17% ; (2) 在高纯氩气保护气氛中的真空电弧炉中进行熔炼，熔炼电流为250-500A，每一埚 料熔化至少三次，第二次及以后熔炼时加磁搅拌，保证成分分布均匀； (3) 熔化结束后取出锭料，并将锭料表面打光，以备熔体甩带实验用； (4) 采用高频重熔甩带设备、高频感应加热设备，将小块锭料放入底端带有小孔的石英 管中进行甩带，甩带过程在氩气保护下进行。
3. 根据权利要求2所述的铁基非晶合金的制备工艺，其特征是步骤（2)中真空熔炼的 真空度为2-3 X l(T3Pa ;步骤（4)中石英管上小孔的直径为1. 2-1. 5mm ;甩带过程中熔体的 喷射压力为〇. 3Mpa以上；熔体的喷射温度为1250-1300°C ;甩带用钥轮或铜辊尺寸为直径 220mm，使用铜辊时转速为1800转/分及以上，使用钥轮时转速为2000转/分及以上。
【文档编号】H01F1/153GK104064308SQ201410347278
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】李雪莲, 王丽 申请人:山东大学（威海）