[發(fā)明專利]一種稀土元素?fù)诫s的鎳硅鋁軟磁材料的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410792980.3 | 申請日： | 2014-12-20 |
| 公開（公告）號： | CN104439234A | 公開（公告）日： | 2015-03-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳紅 | 申請（專利權(quán)）人： | 陳紅 |
| 主分類號： | B22F1/00 | 分類號： | B22F1/00;B22F3/16;H01F1/147 |
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| 地址： | 265200 山東省煙臺*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 稀土元素 摻雜 鎳硅鋁軟磁 材料 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
?本發(fā)明涉一種稀土元素?fù)诫s的鎳硅鋁軟磁材料的制備方法。
背景技術(shù)
現(xiàn)在常用的軟磁材料主要有電工純鐵、硅鋼片、鐵鎳合金、鐵氧體及非晶和納米晶材料。電工純鐵磁學(xué)性能和力學(xué)性能優(yōu)異(磁導(dǎo)率高、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高、機(jī)械強(qiáng)度)，但電學(xué)性能差(電阻率低)，在交變場下渦流損耗大，無法滿足在交變電磁場的條件下使用；硅鋼片磁學(xué)性能和電學(xué)性能優(yōu)異(有高的飽和磁化強(qiáng)度、高磁導(dǎo)率、高電阻率)，但力學(xué)性能差(抗壓強(qiáng)度差)；鐵鎳合金磁導(dǎo)率高，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高，但易變形，且抗渦流能力有限，雖然通過疊片等采取降低渦流損耗的措施，一定程度上可以提高材料的使用頻率，但會明顯影響功率和效率，難以完全滿足實(shí)際需要；鐵氧體軟磁材料電阻率高，抗渦流能力強(qiáng)，但飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度低，在磁路設(shè)計(jì)中使用該材料對于偏置磁場優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了較大的挑戰(zhàn)，影響磁路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和有效使用。非晶和納米晶材料不耐壓，機(jī)械損耗大。
鐵硅鋁合金具有優(yōu)良的軟磁特性，早在上世紀(jì)三十年代就被日本人發(fā)現(xiàn)，特別是特定成分Si～9.6％、Al～5.4％，余量為Fe的合金，μm值可達(dá)16萬，被命名為Sendust合金。只是因?yàn)楣琛X在冶煉時(shí)容易產(chǎn)生偏析和燒損而沒有得到廣泛的應(yīng)用。上世紀(jì)九十年代由于冶煉技術(shù)的進(jìn)步和電子工業(yè)的發(fā)展需求，推動了鐵硅鋁合金磁粉芯的發(fā)展。隨后日本金子秀夫在Sendust合金中加釹(Nd)，改善了它的加工性，磁性(μ0，μm，Hc，Bs)、耐磨性均不降低。有的研究者加合金元素(Sn，Be，Ti，V，Y，B，Mo，W，Cr等)后合金硬度提高了，有的耐磨性提高了。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種稀土元素?fù)诫s的鎳硅鋁軟磁材料的制備方法，該方法制備的軟磁材料具有高磁導(dǎo)率、低矯頑力以及低損耗等優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種稀土元素?fù)诫s的鎳硅鋁軟磁材料的制備方法，其特征在于該軟磁材料由以下原子配比的合金制成：（Ni1-x-yAlxCey）1-a-b（Si1-zZnz）aVb，其中x=0.22-0.32，y=0.02-0.05，z=0.3-0.4，a=0.15-0.?2，b=0.05-0.07，該方法包括如下步驟：
（1）制備軟磁粉末
按照上述原子配比，將純鎳、多晶硅、純鋁、鈰鎳合金、純釩和純鋅投入真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，反復(fù)熔煉后，送入氦氣保護(hù)鑄坯，冷卻后得到合金鑄錠；
將上述合金鑄錠氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨得到的粗粉采用氣霧化成粒度在15-20μm金屬軟磁粉末；
（2）制坯
采用模壓工藝制備軟磁生坯，所加壓力為23-30Mpa；
（3）燒結(jié)
然后在氬氣氣氛燒結(jié)爐中燒結(jié)成型，在燒結(jié)過程中，首先在400-500℃預(yù)燒1-3h，然后在1250-1350℃燒結(jié)5-8h；
（4）退火處理?
在氬氣氣氛的退火爐中，將鐵心加熱到450-455℃，保溫1-2h，再加熱到525-535℃，保溫2-3h，然后加熱到750-825℃，保溫3-4h，停止加熱，在30-40min內(nèi)將溫度降至150-170℃，然后自然冷卻至室溫得到產(chǎn)品。?
本發(fā)明制備的軟磁材料，采用高鎳含量的鎳鋁合金形成主料并摻雜鋅以提升材料的導(dǎo)磁率，摻雜稀土元素鈰抗磁飽和性能，摻雜硅和釩提高了材料的耐磨性能以及電阻率。因此，該材料用于各種電子設(shè)備時(shí)尤其是用于大電流線圈的磁芯時(shí)具有較好的軟磁性能和較低的損耗。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
本實(shí)施例的軟磁材料由以下原子配比的合金制成：（Ni0.76Al0.22Ce0.02）0.8（Si0.7Zn0.3）0.15V0.05。
按照上述原子配比，將純鎳、多晶硅、純鋁、鈰鎳合金、純釩和純鋅投入真空感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，反復(fù)熔煉后，送入氦氣保護(hù)鑄坯，冷卻后得到合金鑄錠；將上述合金鑄錠氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨得到的粗粉采用氣霧化成粒度在15-20μm金屬軟磁粉末。
采用模壓工藝制備軟磁生坯，所加壓力為23Mpa。
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