[發明專利]一種低剩磁快淬非晶納米晶薄帶合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310701167.6
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103614670A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 張作州
• 申請（專利權）人: 江蘇南方永磁科技有限公司
• 主分類號: C22C45/02
• 分類號: C22C45/02;B22D11/06;B22D11/18;C21D1/09
• 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領域，具體涉及一種低剩磁快淬非晶納米晶薄帶合金材料及其制備方法。

背景技術

CN200810247383.7號申請涉及一種快淬非晶合金薄帶及其制備方法。該快淬非晶合金薄帶的制備方法，包括配料、真空熔煉、二次熔化、噴帶和收取，其化學成分按照原子百分為：70-85％Fe，0.001-4％?Nb或Nb、Mo、W、V、Ta中的至少一種，0.001-25％Si，0.001-15％B，0.001-2％Cu，0.005-0.08％Al和Ti中的至少一種；噴帶步驟中噴嘴和冷卻輥之間形成動態穩定、兩端向外凸的弧形熔潭，熔潭溫度為?1180-1300℃；噴嘴縫寬度D為0.1-0.4毫米，冷卻輥和噴嘴間距為0.1-0.4?毫米；薄帶的厚度為18-24μm，粗糙度Ra小于2μm。

上述方法制得的薄帶，剩磁Br為0.2T，剩磁較高，同時在制備過程中使用到Nb或Ta，成本較高，不適于工業化生產。

發明內容

本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種低剩磁快淬非晶納米晶薄帶合金材料，其材料成本低，而且材料具有較低剩磁。

本發明的另一目的是提供一種低剩磁快淬非晶納米晶薄帶合金材料的制備方法，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：

一種低剩磁快淬非晶納米晶薄帶合金材料，其特征在于，該材料各成分重量百分比含量為：Sm?0.01-0.05%，Eu?0.01-0.05%，Co?3-5%，Ba?0.5-1.5%，Pb?2-5%，Ru?0.1-0.9%，B?1-3%，Te?0.5-0.9%，其余Fe。

一種低剩磁快淬非晶納米晶薄帶合金材料的制備方法，其步驟為：

（1）按照上述重量百分比分別取Sm、Eu、Co、Ba、Pb、Ru、B、Te和Fe進行配料，各原料的純度均大于99.9％；?

（2）將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1510-1540℃，靜置5-10分鐘得到母合金液體；???

（3）再將所述母合金液體倒入裝有感應加熱線圈的中間包內，控制中間包溫度在1400-1500℃；所述中間包本體下部設有噴嘴，噴嘴的下部設有轉輥，噴嘴和轉輥的間隙為0.2-0.6mm，打開噴嘴，母合金液體從噴嘴噴出，遇到旋轉的轉輥，被轉輥輪緣拖拽形成薄帶；

（4）再采用高能電子束對薄帶進行掃描熱處理；

（5）掃描熱處理結束后，將薄帶放入120-150℃的保溫爐中保溫1-2小時，最后得到低剩磁快淬非晶納米晶薄帶合金。

所述步驟（3）中感應加熱線圈的頻率為50-100kHz；所述噴嘴為長方孔，長方形孔的寬度為0.1-0.4mm，長度為10-50mm；轉輥輪緣的旋轉線速度為24～26m/s；薄帶的厚度為18-24μm，寬度為10-50?mm。?

所述步驟（4）中高能電子束的掃描頻率為200Hz，掃描區域寬度為20?mm，掃描時間為2-4min，加速電壓為110-120?U/kV，聚焦電流300-320?mA。

本發明相比現有技術具有如下有益效果：

本發明合金成份中的Sm和Eu元素原子的存在，都可使合金中鐵原子擴散困難，從而使非晶不容易晶化，摻入Sm和Eu這兩種元素可提高材料非晶形成能力和熱穩定性。

合金中Te、Pb和B含量的增加，使材料中非晶形成能力增加，提高了非晶相的穩定性。Ru元素含量的增加，合金的非晶形成能力和強度增加，可以提高材料的強度和塑形。Co?元素的加入使材料具有較好的軟磁性能，磁導率和電阻率高。Ba元素的主要作用是阻止鐵晶粒長大，從而保證晶粒的納米尺寸。合金中Co、Te、Sm和Eu元素的聯合作用不僅顯著提高材料磁導率，而且降低了合金的剩磁。

本發明制備方法采用澆注控制、合金化和高能電子束熱處理相結合，可以有效保證化學成分的均勻分布，既保證了合金的磁性能，也保證了合金的內外在質量。薄帶采用高能電子束進行掃描熱處理，通過控制電壓和電流可有效地控制晶區和非晶區的比例，保證了熱處理的質量。由于納米晶相與殘余非晶相之間存在著交換耦合作用，晶粒尺寸小于疇壁厚度，從而能平衡部分磁晶各向異性，降低合金平均磁晶各向異性，材料表現出高飽和磁感應強度、低矯頑力、高磁導率、低剩磁以及低高頻損耗等優異性能，材料綜合軟磁性能顯著提高。