[發明專利]Ti-Ta-Hf系鐵基非晶合金薄帶及其制備方法

有效

• 申請號: 201310215321.9
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103334067A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 王軍松
• 申請（專利權）人: 全椒君鴻軟磁材料有限公司
• 主分類號: C22C45/02
• 分類號: C22C45/02;C22C33/04;B22D11/06
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及磁性功能材料領域，特別涉及一種性能優良的鐵基非晶態合金薄帶及其制備方法，可廣泛用于各種非晶薄帶圓環材料。

背景技術

現有變壓器磁芯多采用硅鋼片制作，其雖然具有較高的飽和磁感(2.0T)，但中頻損耗大，能耗高。非晶合金開始用于變壓器非晶薄帶圓環材料，但其飽和磁感小于硅鋼，應用受限，因此，開發一種具有高飽和磁感和低中頻損耗的非晶合金薄帶材料，是變壓器非晶薄帶圓環材料的研究重點。

發明內容

本發明的目的是提供一種Ti-Ta-Hf系鐵基非晶合金薄帶及其制備方法，其具有高飽和磁感和低中頻損耗。

本發明提供了如下技術方案：

一種Ti-Ta-Hf系鐵基非晶合金薄帶，其特征在于：其組成各元素的原子百分比為：Ti8-10、Ta4-6、Hf1-2、Nb0.06-0.08、V0.2-0.4、Mo1.5-1.8、Ga1.2-1.4、Fe余量。

Ti-Ta-Hf系鐵基非晶合金薄帶的制備方法，包括按各元素原子百分比配料，加熱到1200-1500℃，熔化并制備成熔融合金；在CO2?和N₂混合氣氛保護下，將熔融合金噴射到銅輥上快速急冷，得到非晶態合金薄帶并卷繞成圓環；混合氣氛的比例CO2?：N₂=1：2-3；其特征在于：將得到的非晶薄帶圓環放在第一熱處理爐中，第一熱處理爐中放置所述非晶薄帶圓環的部分外加直流磁場，磁場大小40-50Oe；抽真空后至小于10Pa，再充氬氣至0.4-0.5?MPa，以4-6℃/分鐘速率，升溫至320-340℃，保溫30-45分鐘；然后將非晶薄帶圓環放在第二熱處理爐中，抽真空后至小于10Pa，第二熱處理爐中放置所述非晶薄帶圓環的部分外加縱向脈沖磁場，頻率為2-8Hz，磁場強度0.2-0.5T；以10-12℃/分鐘速率，升溫至400-480℃，保溫20-30分鐘；停止加熱，待非晶薄帶圓環冷卻至45℃以下，從熱處理爐取出。

本發明制備非晶帶材與常規的非晶帶材制備方法相似，本申請以Ti-Ta-Hf為基礎摻雜材料，添加V、Mo等其它成分，優化熱處理工藝，明顯改善非晶合金帶材的應力分配，使得本發明非晶合金材料具有優良的韌性、良好的塑性、優異的軟磁性能和良好的非晶形成能力，可廣泛應用于各種非晶薄帶圓環材料。

具體實施方式

一種Ti-Ta-Hf系鐵基非晶合金薄帶，其組成各元素的原子百分比為：Ti9、Ta5、Hf1、Nb0.08、V0.4、Mo1.5、Ga1.2、Fe余量。

Ti-Ta-Hf系鐵基非晶合金薄帶的制備方法，包括按各元素原子百分比配料，加熱到1200-1500℃，熔化并制備成熔融合金；在CO2?和N₂混合氣氛保護下，將熔融合金噴射到輥速為22-28m/s?銅輥上快速急冷，得到寬度為5±0.2mm、厚度為28±5μm?的非晶薄帶。將非晶薄帶卷繞成圓環，內徑1厘米，外徑2.5厘米；混合氣氛的比例CO2?：N₂=1：2；本發明依次進行以下步驟：

將得到的非晶薄帶圓環放在第一熱處理爐中，第一熱處理爐中放置所述非晶薄帶圓環的部分外加直流磁場，磁場大小40-50Oe；抽真空后至小于10Pa，再充氬氣至0.4-0.5?MPa，以4-6℃/分鐘速率，升溫至320-340℃，保溫30-45分鐘；然后將非晶薄帶圓環放在第二熱處理爐中，抽真空后至小于10Pa，第二熱處理爐中放置所述非晶薄帶圓環的部分外加縱向脈沖磁場，頻率為6Hz，磁場強度0.4-0.5T；以10-12℃/分鐘速率，升溫至460-480℃，保溫20-25分鐘；停止加熱，待非晶薄帶圓環冷卻至45℃以下，從熱處理爐取出。

性能檢測：

測試條件為磁感1.1T，頻率為50Hz，記為P11/50。合金的飽和磁感應強度Bs?采用靜態磁性能測量儀，以磁場為800A/m?下的磁感應強度作為合金的飽和磁感應強度Bs，合金的矯頑力Hc?采用B-H?磁滯回線測試儀測得。

本發明飽和磁感應強度Bs?為1.86T?，矯頑力Hc?均在2.9A/m?，損耗P11/50?在0.28W/kg?，斷裂應變εf?在0.028?以上，韌脆轉變溫度TDB?均在150℃以上。