[發明專利]低成本生產高導磁非晶納米晶合金帶材的方法

有效

• 申請號: 201710505528.8
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107309408B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 黃毅;梁化鋒
• 申請（專利權）人: 黃毅
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;B22D11/111;C21D9/52;C21D1/26
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

本發明涉及一種低成本生產高導磁非晶納米晶合金帶材的方法，屬于非晶納米晶產業領域，它包括以下步驟：A、將硅鋼片邊角料分批次加至非真空感應爐中熔化，加普通玻璃碎渣，當熔融玻璃中溶解金屬氧化物時形成渣料，去渣、加玻璃碎渣以除雜，B、添加銅、硅、硼、鈮和鎢,熔化后加普通玻璃碎渣，去渣、加玻璃碎渣以除雜，C、繼續加熱至1390～1420℃，傾爐噴帶，得到非晶納米晶合金帶材；D、分步等溫加熱，再迅速冷卻至室溫，得到高導磁非晶納米晶合金帶材；本發明方法投入成本低，生產加工簡單，節能環保，制備的高導磁非晶納米晶合金帶材相對導磁率達44萬以上，導磁性能更加穩定，即使(Si+B)含量的發生波動，也不會出現很大波動。

技術領域

本發明涉及非晶納米晶產業領域，尤其涉及一種非晶納米晶帶材的生產方法。

背景技術

1988年日本日立金屬株式會社的吉沢克仁發現在Fe、Si、B非晶合金的基體中加入一定量的Nb和Cu制成的非晶帶，經適當的溫度晶化退火，可獲得一種高導磁、性能優異的具有超細晶粒(納米級)的軟磁合金，其典型成分為：Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉（at％），該合金國內稱之為1K107。

1K107合金的產業化生產方法為先把原材料如純鐵、鈮鐵、硼鐵、工業硅和電解銅按配比裝入真空感應爐中熔化，鑄成母合金，再把母合金裝入非真空感應爐中在大氣中重熔，當合金料液溫度達到1380～1410℃時，通過噴嘴注到以每秒20～30米的線速度轉動的冷卻銅輥上，以106℃/S的速度冷卻制成20～35μm的非晶帶。

由于1K107具有高導磁、損耗小的特點，其用途廣泛，如電力電流互感器、儀器儀表精密電流/電壓互感器、零序電流互感器、噪聲抑制器、激光電源、加速器用脈沖功率磁性部件等。目前國內該合金年生產量達5000～6000噸。

FeCuNbSiB高導磁非晶納米晶合金中Fe是鐵磁性元素，它的含量決定合金飽和磁化強度Bs的大小；其中Cu、Nb是細化晶粒的元素，Si、B是非晶化元素，如果Si+B較少就不容易形成非晶。實踐表明，在1K107中，如果Si+B＜22.5％，非晶帶中很容易出現晶化相，將會明顯地影響合金的磁性能。如上所述的非晶合金帶在應用時，要經過晶化退火形成納米晶，才能具有良好的導磁性能，據統計(Si+B)1％的變化將影響其晶化溫度5～10℃的變化，所以合金中Si、B的波動對合金的應用性能影響很大,磁性能也會出現很大的波動，給帶材的使用單位造成了、極大的困難，甚至造成較大的經濟損失，這也是1K107生產廠一直感到困惑的問題。

Si、B是易氧化元素。如上所述，因噴制非晶帶必須在大氣下進行，而且1K107合金在1200～1400℃的液態下要停留一段時間，以使成分均勻化，所以Si、B的氧化不可避免，這是導致合金中Si、B波動，以至使合金磁性能波動的主要原因。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本生產高導磁非晶納米晶合金帶材的方法，其投入成本低，生產加工簡單，有效保證非晶帶中(Si+B)含量穩定，并且生產的非晶納米晶合金帶材磁性能更高并且更加穩定。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種低成本生產高導磁非晶納米晶合金帶材的方法，它包括以下步驟：

A、硅鋼熔化液除雜

以重量份計，先將100份硅鋼片邊角料分批次添加至非真空感應爐中加熱熔化，得到硅鋼熔化液，然后在硅鋼熔化液表面覆蓋添加0.24～0.36份普通玻璃碎渣，使硅鋼熔化液與空氣隔離；繼續加熱至普通玻璃碎渣熔化，即得到熔融玻璃，并懸浮在硅鋼熔化液表面；當熔融玻璃中溶解有金屬氧化物時會形成渣料，清理去除渣料，同時繼續在硅鋼熔化液表面覆蓋添加0.14～0.28份普通玻璃碎渣，并重復進行清理去除渣料和覆蓋添加普通玻璃碎渣的操作，直至硅鋼熔化液表面不再出現金屬氧化物，即得到除雜硅鋼熔化液；