CN102732812A - 一种铁镍基非晶或纳米晶软磁合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种铁镍基非晶或纳米晶软磁合金的制备方法，本发明合金的成分可表达为
（a、b、c、d、e为原子百分比），其中
为
、
、中的一种或几种，
，
，
,
，
Description
技术领域
本发明涉及一种合金材料制作方法，尤其是一种铁镍基非晶或纳米晶合金材料制备方法。
背景技术
铁基非晶或纳米晶合金具有优良的综合软磁性能，是一种节能效果明显、可直接回收利用的新型绿色材料，其中最为典型的纳米晶软磁合金为“FINEMET”合金，在互感器等电器元件上得到了广泛的应用。但铁基合金的居里温度较低、最大磁导率较低及韧性较差，限制了其工程应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种韧性很好、综合软磁性能优良的高韧铁镍基非晶或纳米晶软磁合金的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：一种铁镍基非晶或纳米晶软磁合金的制备方法，其特征在于该合金成分可表达为 
（a、b、c、d、e为原子百分比），其中
为
、
、
中的一种或几种，
，
，
，
，
，按照如下的工艺步骤进行处理：
第一步，将质量百分比不低于99.9 %的原材料按照合金成分要求配料，置于非自耗真空电弧熔炼炉内熔炼，熔炼气氛为略大于一个大气压的氩气保护，熔炼电流250A—350A，为保证合金成分的均匀性，反复熔炼最少4次，每次熔炼时间为1 min；
第二步，将步骤一熔炼得到的合金铸锭破碎，放入石英试管内，使用单辊甩带法制备出厚度为20 ~ 40 μm的非晶合金薄带；
第三步，步骤二制作的非晶合金薄带放入管式退火炉内，将温度调至300℃—450℃，在Ar气保护下等温退火约一小时，然后在Ar气保护下出炉冷却，非晶合金的玻璃化转变温度随成分的变化略有变化，但所有合金的退火温度都控制在其玻璃化转变温度以下。
通过改变以上各种元素的含量、熔体凝固条件及热处理工艺，控制非晶或纳米晶合金的微观结构，有效地改善和优化了合金的综合软磁性能。合金经过最优化热处理后，其饱和磁感应强度B s为0.9 T或以上，矫顽力H c为3.0 A/m或以下（在本发明中，材料的饱和磁感应强度采用美国Lake shore Model 74035振动样品磁强计VSM测试，矫顽力采用日本理研BHS-40型直流B-H回线测量仪测得）。
本发明的有益效果是：通过本发明制备得到的铁镍基非晶或纳米晶软磁合金具有良好的综合软磁性能，其饱和磁感应强度B s为0.9 T或以上，矫顽力H c为3.0 A/m或以下。同时，得到的合金韧性很好，宽度在2 ~ 4 mm，厚度约20 ~ 40 μm的非晶合金薄带，折弯180o而不断裂。
本发明制备的铁镍基非晶或纳米晶软磁合金能够替代中镍和高镍坡莫合金，适用于中高频变压器、高频开关电源变压器、精密互感器、漏电开关互感器、磁屏蔽、磁轭等。另外，本发明涉及的铁镍基非晶或纳米晶带材适宜用作声磁式防盗标签材料，能够克服谐波式防盗标签误报警率高、检测区窄等缺点，适用于开放式服务领域。
具体实施方式
实施例1：
(1) 将纯度不低于99.9 %（质量百分比）的工业原材料按Fe39Ni35B21Mo4Al0.5P0.5成分配料约60 g；
(2) 将清洗干净的原材料放入WS-4型非自耗真空电弧熔炼炉内，熔炼气氛为略大于一个大气压的氩气保护，熔炼电流250A—350A，为保证合金成分的均匀性，反复熔炼4次，每次熔炼时间为1 min，经电弧熔炼制备出成分均匀的母合金铸锭；
(3) 将铸锭敲碎，放入石英试管中，采用单辊甩带法制备出宽2 ~ 4 mm，厚20 ~ 40 μm的非晶合金薄带；
(4) 采用SK2-4-10型管式退火炉，在Ar气的保护下，非晶薄带在320℃~350℃等温退火一个小时，随后在Ar气保护下出炉冷却。
按上述方法制备得到的铁镍基非晶或纳米晶合金材料的饱和磁感应强度B s=0.9 T或以上，矫顽力H c = 3.0 A/m或以下。同时，合金折弯180o而不断裂。
实施例2：
(1) 将纯度不低于99.9 %（质量百分比）的工业原材料按Fe40Ni40B16Mo3Nb1成分配料约60 g；
(2) 将清洗干净的原材料放入WS-4型非自耗真空电弧熔炼炉内，熔炼气氛为略大于一个大气压的氩气保护，熔炼电流250A—350A，为保证合金成分的均匀性，反复熔炼4次，每次熔炼时间为1 min，经电弧熔炼制备出成分均匀的母合金铸锭；
(3) 将铸锭敲碎，放入石英试管中，采用单辊甩带法制备出宽2 ~ 4 mm，厚20 ~ 40 μm的非晶合金薄带；
(4) 采用SK2-4-10型管式退火炉，在Ar气的保护下，非晶薄带在320℃~350℃等温退火一个小时，随后在Ar气保护下出炉冷却。
按上述方法制备得到的铁镍基非晶或纳米晶合金材料的饱和磁感应强度B s=0.9 T或以上，矫顽力H c = 3.0 A/m或以下。同时，合金折弯180o而不断裂。
Claims (1)
1.一种铁镍基非晶或纳米晶软磁合金的制备方法，其特征在于该合金成分可表达为 
（a、b、c、d、e为原子百分比），其中
为
、
、
中的一种或几种，
，
，
，
，
，按照如下的工艺步骤进行处理：
第一步，将质量百分比不低于99.9 %的原材料按照合金成分要求配料，置于非自耗真空电弧熔炼炉内熔炼，熔炼气氛为氩气保护，反复熔炼4次或以上，每次熔炼时间为1 min，熔炼电流250A—350A；
第二步，将步骤一熔炼得到的合金铸锭破碎，放入石英试管内，使用单辊甩带法制备出厚度为20 ~ 40 μm的非晶合金薄带；
第三步，步骤二制作的非晶合金薄带放入管式退火炉内，将温度调至300℃—450℃，在Ar气保护下等温退火约一小时，然后在Ar气保护下出炉冷却。
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