[發明專利]一種低成本鐵基非晶合金件制備工藝及鐵基非晶合金件

有效

• 申請號: 201710113260.3
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106756645B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 宋佳
• 申請（專利權）人: 深圳市鋯安材料科技有限公司
• 主分類號: C22C45/02
• 分類號: C22C45/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 鄧義華;陳衛

本發明公開了一種低成本鐵基非晶合金件制備工藝，包括步驟一，將原料按照配比進行混合，然后在真空條件或者惰性氣氛下熔煉成均勻的母合金錠；步驟二，將母合金錠粉碎作為熔煉原料；步驟三，將熔煉原料加熱至高于其熔點100?200K，使之熔化混合均勻后，在真空條件下或者惰性氣氛中利用壓鑄、吸鑄或者澆注的方式進行非晶合金件的鑄造，獲得所需非金合金件；所述鑄造過程中非晶合金件的冷卻步驟兩次分段冷卻過程，提升了鐵基非晶合金件內非晶相的占比，降低了鐵基非晶合金件制備工藝過程中的真空度要求，從而在鐵基非晶合金件性能不發生變化的前提下大幅降低了鐵基非晶合金件的制備成本。

技術領域

本發明屬于新材料制造領域，具體涉及一種低成本鐵基非晶合金產品的制備方法，并涉及一種低成本的鐵基非晶合金件。

背景技術

非晶合金材料是近年來發展迅速的新型金屬材料之一。非晶合金材料是通過加熱熔煉后，以極快的冷卻速率對合金熔液進行冷卻至非晶相的玻璃化轉變溫度來完成非晶態合金的形成，從而避免合金內金屬晶體的形成及生長，具有金屬原子短程有序、長程無序的特殊微觀結構。正是由于具有不同于晶態金屬的微觀結構，使得非晶合金具有良好的物理力學性能以及良好的耐腐蝕性等特性。以鋯基非晶合金為例，現有技術中鋯基非晶合金的強度可達到不銹鋼的2倍以上，耐腐蝕性為普通不銹鋼的數十倍乃至數百倍以上，其彈性極限更是可以達到傳統晶體金屬材料的數倍，這些優良的性能為非晶很近材料在航空航天、醫療器械、機械化工等不同領域取代傳統金屬材料帶來了無限可能性。如在3C電子產品領域，許多體積小、強度硬度要求高的結構件在傳統工藝中往往利用不銹鋼或者鋁合金，一旦將上述材料替代為非晶合金后，不僅結構件強度、硬度得到大幅提升，而且還可以通過縮小零部件體積、尺寸、薄厚來獲得與普通晶體金屬材料相同的性能、甚至性能更佳的結構件，從而獲得更輕薄、結構更復雜的電子產品。

鐵基非晶合金是所有非晶合金體系中較為特殊的一類，鐵基非晶合金中極少包含高成本的合金元素，利用低成本的添加元素如P、B等中間合金通過熔甩工藝制程，是綜合性能優異的金屬磁性功能材料，廣泛應用于輸配電、電子信息、新能源汽車等行業。目前，盡管鐵基非晶合金的應用較多，但是相對于同領域的材料，如硅鋼，還不能完全對其進行取代，究其原因，主要存在以下幾個方面的因素：

1、現有技術中非晶軟磁合金能夠達到的較好性能為：飽和磁感應強度B_s為0.8-1.9T，矯頑力H_c＜3A/m；1A/m 外場下頻率1kHz 時，有效磁導率12000≤μ_e≤35000。制備能夠達到上述要求的非晶軟磁合金比普通鐵基非晶合金需要更高的成本，主要是上述含有優越性能的非晶合金中往往需包含原子百分含量大于10%以上的貴金屬，如Co、Mo，同時在非晶合金件制備過程中需嚴格控制工藝條件。

2、非晶合金材料只有在其微觀結構中非晶態相占有比重較大時才會在宏觀上表現出非晶合金材料的優越性能。要想獲得非晶態相占比具有實用性的非晶合金材料，在現有技術中，一方面需要嚴格控制非晶合金原材料的純度，往往需要原料純度大于99%，精細鑄造中合金原料純度往往大于99.5%，另一方面需要開發出適用于不同體系合金的制備工藝方法，需要極深厚的技術積累。

為了降低鐵基非晶合金件的成本，進一步擴大鐵基非晶合金材料的應用領域以及應用范圍，許多研究者也提出了不同的技術方案，如申請號為200910250709.6的名為《一種軟磁性能高的低成本的鐵基非晶合金》的中國專利，提供了一種通過調整鐵基非晶合金中各成分含量范圍，從而在不影響飽和磁感應強度的情況下盡量降低Fe元素含量，增加非凈化元素含量的比例，從而降低鐵基非晶合金材料的成本的方法。

發明內容