[發明專利]一種軟磁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201710844165.0
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107424712A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 張椿英;趙浩峰;于鵬;莫宏恩;柴阜桐;柴知章;鄭建華;黃自成;周劍;謝二想
• 申請（專利權）人: 安徽信息工程學院
• 主分類號: H01F1/153
• 分類號: H01F1/153;H01F1/20;C22C38/12;C22C38/02;C21D6/04
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司34107
• 代理人: 方文倩

技術領域

本發明屬于磁性材料技術領域，具體涉及一種軟磁合金及其制備方法。

背景技術

CN201510115163.9涉及一種高性能納米晶超薄帶材及其制造工藝，是一種新型軟磁金屬材料，屬于材料工程領域。該高性能納米晶超薄帶材，其特征是原料配方配比(質量分數)為：C：0.030-0.042％；Si：8.95-9.15％；Ni：0.59-0.65％；Co：0.4-0.7％；S：≤0.01％；P：≤0.018％；Nb：5.66-5.78％；W：0.50-0.80％；V：0.50-0.80％；Cu：1.28-1.32％；B：1.91-2.0％；N：≤55ppm；H：≤1ppm；O：≤23ppm；Fe：余量。但是，該生產方法生產周期長，綜合性能并不高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種軟磁合金及其制備方法，該軟磁合金具有熱穩定性好，并具有良好的磁性能，軟磁合金的制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。

本發明采用的技術方案是：

一種軟磁合金，各原料組分及其質量百分含量為：Ru 0.3-0.5％、V 0.2-0.8％、In0.2-0.8％、Ga 0.05-0.08％、C 0.002-0.004％、P 0.05-0.09％、Sm 0.2-0.6％、Au 0.003-0.008％、Si0.2-0.6％、B1-3％、余量為Fe；所述B以硼鐵合金形式加入，其中B在硼鐵合金中的重量百分含量為20-25％；所述P以磷鐵合金形式加入，其中P在磷鐵合金中的重量百分含量為23-25％。

一種軟磁合金的制備方法，步驟包括：

A、將各原料按比例混合后放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1560～1590℃，，保溫時間為5-15min，自然冷卻后制得母合金；

B、將母合金放入真空感應成型爐內的重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1530～1550℃，保溫時間為5-15min)；所述重熔管式坩堝重熔管式坩堝底部設有通孔，重熔管式坩堝上部經閥門連接氮氣，氮氣的壓力為1.5～1.6atm；重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉輪輪緣之上2～4mm處，當母合金熔化后，打開重熔管式坩堝上部的閥門，熔融母合金在氮氣壓力下從坩堝底部的通孔中噴向旋轉的成型爐轉輪輪緣，形成連續的合金帶；重熔管式坩堝內徑為12～14mm，高度為250～280mm，重熔管式坩堝底部的通孔孔徑為1.3～1.5mm；轉輪旋轉線速度為26～29m/s；

C、按CaCl2、KCl、NaCl、NaF、CsF的物質的量比為0.1∶1∶3∶1∶0.05-0.09稱取各組元，混合后制得熔鹽，稱取占熔鹽質量百分比為11-14％的粉狀單晶硅加入到熔鹽中，混合均勻制得混合物，然后將混合物加入鹽浴爐內，加熱到690-760℃，保溫20-30min，將4.5％Si的硅鋼片作為陰極插入到熔鹽中，將合金帶作為陽極放入熔鹽中，接通直流電源，采用脈沖給電，平均電流密度為55-65mA/cm²；所述合金帶在熔鹽中進行勻速運動，行進速度為0.10-0.13m/min，并保持合金帶每點在熔鹽中停留時間為20-25min；所述粉狀單晶硅粒徑為270-300目。

D、將合金帶進行低溫處理，溫度為-140℃～-155℃，保溫10～15min；然后放置在室溫條件下靜置1～2小時；再置于190～240℃條件下，保溫1～3小時，然后隨爐冷卻至室溫，制得納米晶帶材即軟磁合金；所述低溫處理在液氮氣氛中進行。

本發明軟磁合金中In、Ga、Au和B共同作用可提高非晶形成能力。Si、P和Sm可以阻止熱處理中晶粒得長大，細化了晶粒，從而提高了電阻率，降低了損耗。C和第二過渡系Ru，可有效抑制晶粒的長大，利于獲得較細小均勻的晶粒組織,同時可改善磁體的熱穩定性。第一過渡系的V抑制了晶粒交匯處顆粒的長大,細化了晶粒，因此就抑制了它們周圍雜散場的增強,進而提高了磁性能；

本發明軟磁合金的制備方法采用快速冷卻、低溫深冷、室溫靜置、熱處理和合金化結合的方式，既有效減小合金中的相尺寸，保證材料中化學成分的均勻分布，保證了合金的磁性能，也通過梯度處理大大降低了快速冷卻造成的內應力，也保證了合金的力學性能。

本發明軟磁合金具有優異軟磁性能。制備中不用重稀土元素，稀有元素用量少，其它原料成本較低；另外制備過種中合金經過快速冷卻，保證了合金成分、組織和性能的均勻性，保證了合金的質量。該合金制備工藝簡便，過程簡單，生產的合金具有良好的性能，非常便于工業化生產。本發明制備的材料可以應用于信息、通訊等領域的磁性器件。