[發明專利]一種鐵基復相磁性合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210348728.4
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102832001A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 王玲;趙浩峰;劉光宇;林瑩瑩;鄭澤昌;張金花;陸陽平;邱奕婷;張詠;湯朦
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01F1/047
• 分類號: H01F1/047;C22C38/10;C22C33/06
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

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技術領域

本發明屬于金屬材料技術領域，涉及一種鐵基復相磁性合金及其制備方法。

背景技術

200510128543.2號申請提供一種在交流下的軟磁特性優異的Fe基非晶質合金薄帶，它是通過有槽縫狀開口部的澆注噴嘴使熔融合金噴出到移動的冷卻基板上，使之急冷凝固而得到的，所述薄帶的組成按原子％計為Fe：78％以上86％以下、Si：2％以上但不到4％、B：2％以上15％以下、C：0.02％?以上4％以下、用符號M表示P、As、Bi、S、Se、Te的1種或2種以上為M：1％以上14％以下、且B+M：12％以上20％以下，而且將薄帶寬度方向的各部位的退火后的鐵損最大值記為Wmax、最小值記為Wmin?的場合，(Wmax-Wmin)/Wmin為0.4以下。在含有0.2原子％以上12原子％以下的P的非晶質母相的至少一側的薄帶表面，有厚度為5nm以上20nm以下的極薄氧化層。外加頻率50Hz、最大外加?磁場80A/m交流磁場的場合在ΔT_A≥80℃、ΔT_B≥60℃的寬幅的退火溫度范圍下得到的最大磁通密度B₈₀≥1.35T、B₈₀的標準偏差不到0.1、鐵?損≤0.12W/kg。而且，得到ε_f≥0.01的優異的耐脆化特性。

但是其合金體系中的Te的沸點為1390℃，?S的沸點為444.674℃，熔化時很難操作。Bi的熔點為271.3℃，高于熔點，金屬很容易氧化。另外該合金的鐵損也需要改善。

發明內容

本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種鐵基復相磁性合金，該合金不僅具有低的鐵損和高韌性，而且合金熔化也容易操作。

本發明的另一目的是提供一種鐵基復相磁性合金制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種鐵基復相磁性合金材料，其特征是：該合金材料中各成分的重量百分含量為：?Gd?3.0-6.0％，Si?1.0-3.0％，Al?1.0-3.0％?，B?3.0-6.0％，Re?0.05-0.09％，Tb?0.01-0.03％，Co?1.0-3.0％，其余為Fe。

該鐵基復相磁性合金的組織特點為非晶的基體上分布著部分納米級晶粒，納米級晶粒所占合金材料的體積為30-40%。納米級晶粒的尺寸為80-100nm。

上述鐵基復相磁性合金材料的制備方法，具體步驟如下：

（1）首先按照各成分的重量百分含量為：?Gd?3.0-6.0％，Si1.0-3.0％，Al?1.0-3.0％?，B?3.0-6.0％，Re?0.05-0.09％，Tb0.01-0.03％，Co1.0-3.0％，其余為Fe進行配料，原料Si、Al、B、Re?、Tb、Co、Fe的純度均大于99.9％，Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35%；

（2）將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1570-1590℃，澆注冷卻后得到母合金，

（3）然后將母合金放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1550-1570℃，所述重熔管式坩堝置于真空感應成型爐內，重熔管式坩堝的頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下2-4mm處，重熔管式坩堝內放置一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內部的間隙為0.5-0.9mm，母合金置于管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，合金熔融膨脹溢出后與旋轉的轉輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉的轉輪邊上的圓弧形輪緣拖拽形成合金帶，（上下移動的一個耐火柱塞上行時將熔融合金液不斷提供給旋轉的轉輪形成連續的合金帶；）

（4）然后將合金帶置于200-300℃，保溫2-4小時得到高耐脆性鐵基復相磁性合金。

步驟4）中真空感應成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為26～28m/s，所得合金帶的厚度為100-300μm，寬度為3-5?mm。

本發明相比現有技術具有如下有益效果：

本發明合金材料采用的Tb、?Si、B、Gd都可提高非晶形成能力。成份中的Tb、?Si、B、Gd共同存在可使團簇中原子間相互作用強,?則原子擴散便困難，因此提高材料非晶形成能力。

合金材料中的Al和?Co為納米晶形核提供位置。Al和?Co共同作用，能保證納米晶的形成。

合金材料中的Re、B?可阻礙晶粒長大。Re、Tb、?Si、B結合可有效控制納米晶的形成及長大。