[發明專利]一種新型高電阻率晶態軟磁合金

在審

• 申請號: 201410214958.0
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN104762553A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 雷成輝;陳岳;王兵;徐明舟;李堯;張永躍
• 申請（專利權）人: 北京北冶功能材料有限公司
• 主分類號: C22C38/10
• 分類號: C22C38/10;H01F1/147
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型高電阻率晶態軟磁合金。

背景技術

軟磁合金是指具有低矯頑力和高磁導率的一類合金。以組成合金的元素分，主要有工業純鐵、FeSi合金、FeNi合金、FeAl合金、FeSiAl合金及FeCo合金等；按結構分有晶態和非晶態。此類合金可應用于電磁鐵、極靴、磁導體、磁屏蔽、電機、變壓器鐵芯、繼電器鐵芯及濾波器等元件中。

軟磁合金多數情況下在交流磁化狀態下應用，當頻率較高時，會產生渦流損耗，導致合金發熱，溫度升高，磁性能降低。為了降低高頻下的渦流損耗，可以提高軟磁合金的電阻率或減小合金尺寸等。

具有高電阻率的軟磁合金主要有FeAl合金、FeSiAl合金及非晶態軟磁合金。非晶態軟磁合金雖具有高的電阻率，但無法加工制造出結構復雜、尺寸較大的塊狀零件。在晶態軟磁合金中，FeAl合金和FeSiAl合金具有高的電阻率，其中FeAl合金1J12(FeAl12％)和1J16(FeAl16％)的電阻率分別為1.0μΩ·m和1.45μΩ·m左右，但1J12合金的磁導率較低，特別是初始磁導率μ_0.4太低，為0-2.0mH/m水平，μ_0.8為2.5-6.9mH/m的水平；1J16和FeSiAl合金的電阻率及磁性能較高，但飽和磁感應強度均低于1.0T。采用1J12、1J16及FeSiAl合金制作高速濾波器時，均無法滿足使用要求。

劉大均于1998年公開了一種高磁感應強度高磁導率高電阻率低矯頑力低剩磁低材料密度軟磁合金棒材料(公開號CN1710941A)，主要成分為FeAl合金，在Al含量11-14％的基礎上，添加了0-5％M(M選自Si、Mn、Ti、V、Cr、Mo、Nb、Ge、R(稀土))合金元素，該合金經真空熔煉、鍛造及熱處理后，性能可達：μ_m＝48.6mH/m，電阻率為1.10μΩ·m；2005年，劉大均又公開了一種軟磁合金棒料及制造工藝(公開號CN1718828A)，Al含量為11-14％的FeAl合金，經真空熔煉、鍛造及熱處理后，性能可達：μ₀＝4.5mH/m，μ_m＝53mH/m，電阻率為1.21μΩ·m；上述專利公開的兩種合金，其初始磁導率及最大磁導率均無法滿足高速濾波器的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型高電阻率、高飽和磁感應強度、高初始磁導率、高最大磁導率、高居里溫度的晶態軟磁合金材料，滿足高速濾波器的使用要求。

本發明采用的主要技術方案：以FeAl合金為基礎，通過添加鐵磁性合金元素Co來提高綜合性能。

Co，具有高的飽和磁感應強度和高的居里溫度。在軟磁合金1J12的基礎上，添加含量(質量分數，％)為1-3的Co元素后，使合金的電阻率、飽和磁感應強度、初始磁導率、最大磁導率及居里溫度增加。

新合金的化學成分(質量分數，％)為C≤0.02，Si≤0.20，Mn≤0.20，Al：11.5-12.5，，Co：1.0-3.0，其余為鐵及不可避免的雜質。合金經真空熔煉，鍛造或熱軋到成品規格，在氫氣保護下進行熱處理，熱處理制度為隨爐加熱到1150-1200℃保溫3-5小時，然后以50-200℃/h的冷卻速度冷卻至600-700℃，斷電爐冷至室溫，能獲得高的綜合性能(ρ≥1.15μΩ·m，Bs≥1.4T，μ_0.4≥6.0mH/m，μ_m≥70mH/m，Tc≥600℃)。

本發明的優點為在軟磁合金1J12的基礎上，添加含量(質量分數，％)為1-3的Co元素后，合金的電阻率、飽和磁感應強度、初始磁導率、最大磁導率及居里溫度增加，有效降低了渦流損耗，減少發熱，提高了器件的穩定性，滿足高速濾波器的使用要求。

具體實施方式

通過下列實施例進一步說明發明的技術方案。

具體實施例1

化學成分(質量分數，％)為：C0.01、Si0.10、Mn0.05、Al11.8、Co1.13，其余為Fe及不可避免的雜質。經真空熔煉，鍛造，在氫氣保護下熱處理，熱處理制度為：隨爐加熱到1150℃，保溫5小時，然后以100℃/h的冷卻速度冷卻至700℃，斷電爐冷至室溫，得到棒材的性能為：ρ＝1.18μΩ·m，Bs＝1.412T，μ_0.4＝6.53mH/m、μ_m＝73.8mH/m，Tc＝634℃。

具體實施例2