[發明專利]一種冶煉鐵基納米晶母合金的方法

有效

• 申請號: 201310016199.2
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103014477A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李曉雨;尹麗娟;王佳棟;王德軍
• 申請（專利權）人: 青島云路新能源科技有限公司
• 主分類號: C22C33/06
• 分類號: C22C33/06;C22C33/04
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及冶煉母合金技術領域，尤其涉及一種冶煉鐵基納米晶母合金的方法。

背景技術

鐵基納米晶合金以Fe元素為主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素構成合金，經快速凝固工藝形成一種非晶態材料，熱處理后獲得直徑為10-20nm的微晶，彌散分布在非晶態的基體上，被稱為鐵基納米晶或鐵基超微晶材料。鐵基納米晶具有優異的綜合軟磁性能：初始磁導率可達到10萬，最大磁導率可達到50萬，飽和磁感應強度為1.0-1.2T，矯頑力與鈷基非晶相近，在20～100kHz，有比鐵鎳合金更小的損耗，比鐵氧體有更高的B秒和理想的熱穩定性，而且不同的成分配比可以獲得高矩形系數、高脈沖磁導率、低剩磁等特性，并且工藝簡單、價格低廉。鐵基納米晶由于其優異的軟磁性能而應用廣泛，可應用于電流互感器、共模電感、大功率開關電源、逆變電源、磁放大器、漏電保護開關、高頻變壓器、高頻變換器、高頻扼流圈等。

鐵基納米晶的原材料為工業純鐵、金屬硅、電解銅、鈮鐵、硼鐵，其中鈮鐵和硼鐵較為難熔，還有易燒損的金屬硅和電解銅，其中鈮鐵價格昂貴，用這些原材料冶煉的母合金要求有益元素有較高的收得率，成分均勻，顆粒分布均勻，噴帶過程中有較高的得材率（得材率=帶材質量/原材料質量）。

現有鐵基納米晶母合金冶煉方法一般為單純的真空冶煉法或非真空冶煉法。非真空冶煉納米晶母合金一般布料情況下最高熔煉溫度為1560-1600℃，對爐襯傷害較嚴重，元素氧化程度大導致雜質較多（會導致制備所得帶材發脆），有益元素燒損較嚴重，并且相同配比的爐料熔煉的母合金成分波動范圍較大（成分波動范圍大會導致制備帶材性能不穩定）：Si波動范圍達到0.15%，Cu波動范圍達到0.06%，B波動范圍達到0.1%，Nb波動范圍達到0.1%，Nb的收得率較低一般為95%。真空冶煉納米晶母合金冶煉時間較長，熔煉200kg納米晶母合金一般需要150分鐘左右，且一般的布料狀況要求最高熔煉溫度需達到1560-1600℃，對爐襯傷害較大，相同配比的爐料熔煉的母合金Cu的波動范圍達到0.1%。

鑒于上述原因，迫切需要提供一種最高熔煉溫度較低、有益元素波動范圍較小、母合金雜質含量較低、冶煉效率較高的冶煉納米晶母合金的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種冶煉納米晶母合金的方法，旨在解決冶煉納米晶母合金過程中爐襯損害大、有益元素燒損嚴重、母合金雜質含量高、冶煉效率低等問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種冶煉納米晶母合金的方法。其工藝步驟包括：將一定量金屬硅鋪于爐子底部，將數根工業純鐵豎直放置于爐子內，并保證各工業純鐵間為均等空隙，然后將原材料硼鐵的一半量撒入爐內下半部空隙中，鈮鐵撒入爐內中部空隙，剩余硼鐵撒入爐內上半部空隙；蓋上爐蓋，開始抽真空、送電，調節加熱功率以及加熱時間直至布料化清后升溫到1520±10℃，在爐料的不斷熔化過程中通過加料倉將剩余工業純鐵加入爐內，加熱功率保持為200kW；當溫度達到1520±10℃時進行保溫15分鐘，然后調節加熱功率到0kW降溫到1460±10℃，用搗料桿將鋼液表面渣子層破除，通過加料倉加入剩余金屬硅，調節加熱功率到100kW，熔化30秒，待熔化時間結束后加入電解銅，同時保證加熱功率為100kW熔化時間為30秒；調節功率到0kW降溫到1360±10℃破真空，打開爐蓋，繼續降溫到1280±10℃，打掉渣子，然后出鋼，將鋼水澆入鋼錠模具中。

本發明與已有的技術相比具有以下優點和特點：本發明通過合理的布料、控制加熱功率及加熱時間，提高了冶煉效率；用本方法冶煉鐵基納米晶母合金熔煉效率較高，總熔煉時間為105±5分鐘，本冶煉方法熔煉最高溫度為1530℃，最高溫度較低，可以有效保護爐襯并提高其壽命，也為使用石英砂爐襯提供了可能；所熔煉母合金成分均勻，有益元素成分波動較小：Si波動范圍≤0.1%，Cu波動范圍≤0.04%，B波動范圍≤0.05%，Nb波動范圍≤0.04%，Nb的收得率達到97%以上，可有效節約成本；母合金中雜質較少，不會造成噴帶時雜質堵塞噴嘴，噴帶的得材率達到83%以上，噴帶韌性較好。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的冶煉納米晶母合金的方法流程圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

圖1是根據本發明實施例的冶煉納米晶母合金的方法流程圖。