一種鐵鎳基軟磁材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉一種鐵鎳基軟磁材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]自問世以來，非晶軟磁性合金立即引起引起了人們的極大重視，是近幾十年來材料研究的熱點之一。非晶軟磁合金因其原子不規則排列、非周期性、沒有晶粒晶界的存在，磁疇的釘扎點或釘扎線少，磁晶各向異性很小，顯示良好的軟磁特性:矯頑力小、磁導率高、磁感應強度高、電阻率高、損耗小、頻率特性好。
[0003]與Fe基非晶合金相比，添加Ni制成的鐵鎳基非晶合金的磁致伸縮系數和磁晶各向異性常數更小，軟磁性能更加優異。鐵鎳基非晶軟磁合金是投入使用最早，也是目前應用量最大的非晶軟磁材料之一，它具有矯頑力小，磁導率較高，頻率特性好，穩定性好等特點，常用來替代坡莫合金，主要用在高精度，高靈敏度器件上。
[0004]現有的非晶軟磁合金，改善軟磁性能和力學性能常常相互制約，很難同時提高合金的各個性能。然而，在很多領域應用，都要求FeNi基非晶軟磁合金必須同時具有高非晶形成能力，優異的磁性能和力學性能，尤其是需要較大塑性變形能力。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種鐵鎳基軟磁材料的制備方法，該方法制備的磁性材料具有高磁導率、高抗磁飽和特性和良好的力學性能。
[0006]為了實現上述目的，本發明提供一種鐵鎳基軟磁材料的制備方法，其中該軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成:Fe__a_b_e_d_e_f)NiaSibAleCedBeNbf，其中:a=15-20，b=3-4, c=10-15, d=l-2, e=3_5, f=l-3 該方法包括如下步驟:
(1)熔鑄母合金
將純度大于 99.9% 的原料 Fe、N1、S1、Al、Ce、B 和 Nb，按 FeGmdNkSibAleCedBeNbf合金成分以原子百分比稱量并配料，鈰以鐵鈰合金的方式加入；將真空電弧熔煉爐預熱后，通入1-2個大氣壓的氬氣，加入上述原料，反復熔煉4-5次，注入模具冷卻為母合金錠，形成母合金；
(2)制備非合金帶
將母合金錠破碎，并將母合金放入真空電弧熔煉爐中重熔，然后將所屬母合金放入高真空單輥旋淬爐中，旋淬出晶納米晶軟磁合金帶，其中，高真空單輥旋淬爐的噴嘴到銅輥之間距離為l_2mm，銅輥的線速度為20-35m/s，噴嘴的噴注壓強為1.5_2Mpa，單輥旋淬爐真空度優于5 X10_4Pa，軟磁合金帶的厚度為20-25 μ m，寬度為20_30mm ;
(3)制備軟磁材料產品
將上述合金帶氫破后，利用行星球磨機球磨制粉，球磨時并采用氬氣保護的方式防止混合粉末氧化，最后得到粒徑為1-3 μ m的粉體；
將上述粉體壓制成預定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以10_15°C /min的升溫速度升溫至800-950°C，保溫3-4h后，以15_20°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發明的軟磁材料。
[0007]本發明制備的軟磁材料，采用鐵鎳為主體材料以提高導磁率，往其中添加較大比例鋁，以提升材料的延展性，使得材料的力學性能，特別是可塑性提高，適當添加硅鈰硼鈮元素，以改善材料的抗磁飽和能力。
【具體實施方式】
[0008]實施例一本實施例的軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成=Fe67Ni15Si3AliciCe1B3Nb115
[0009]將純度大于99.9%的原料Fe、N1、S1、Al、Ce、B和Nb，按？667祖1與#11(^山3他1合金成分以原子百分比稱量并配料，鈰以鐵鈰合金的方式加入；將真空電弧熔煉爐預熱后，通入I個大氣壓的氬氣，加入上述原料，反復熔煉4次，注入模具冷卻為母合金錠，形成母合金。
[0010]將母合金錠破碎，并將母合金放入真空電弧熔煉爐中重熔，然后將所屬母合金放入高真空單輥旋淬爐中，旋淬出晶納米晶軟磁合金帶，其中，高真空單輥旋淬爐的噴嘴到銅輥之間距離為1mm，銅輥的線速度為20m/s，噴嘴的噴注壓強為1.5Mpa，單輥旋淬爐真空度優于5 X10_4Pa，軟磁合金帶的厚度為20 μ m，寬度為20mm。
[0011]將上述合金帶氫破后，利用行星球磨機球磨制粉，球磨時并采用氬氣保護的方式防止混合粉末氧化，最后得到粒徑為1-3 μ m的粉體。
[0012]將上述粉體壓制成預定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以10°C /min的升溫速度升溫至800°C，保溫4h后，以15°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發明的軟磁材料。
[0013]實施例二本實施例的軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成:Fe51Ni2(lSi4Al15Ce2B5Nb3。
[0014]將純度大于99.9% 的原料 Fe、N1、S1、Al、Ce、B 和 Nb，按？651祖2(^411506#5他3合金成分以原子百分比稱量并配料，鈰以鐵鈰合金的方式加入；將真空電弧熔煉爐預熱后，通入2個大氣壓的氬氣，加入上述原料，反復熔煉5次，注入模具冷卻為母合金錠，形成母合金。
[0015]將母合金錠破碎，并將母合金放入真空電弧熔煉爐中重熔，然后將所屬母合金放入高真空單輥旋淬爐中，旋淬出晶納米晶軟磁合金帶，其中，高真空單輥旋淬爐的噴嘴到銅輥之間距離為2mm，銅輥的線速度為35m/s，噴嘴的噴注壓強為2Mpa，單輥旋淬爐真空度優于5X10_4Pa，軟磁合金帶的厚度為25 μ m，寬度為30mm。
[0016]將上述合金帶氫破后，利用行星球磨機球磨制粉，球磨時并采用氬氣保護的方式防止混合粉末氧化，最后得到粒徑為1-3 μ m的粉體。
[0017]將上述粉體壓制成預定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以15°C /min的升溫速度升溫至950°C，保溫3h后，以20°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發明的軟磁材料。
[0018]比較例將純度不低于99.9 %(質量百分比)的工業原材料按Fe4tlNi4tlB16Mo3Nb1成分配料約60 g ；將清洗干凈的原材料放入WS-4型非自耗真空電弧熔煉爐內，熔煉氣氛為略大于一個大氣壓的氬氣保護，熔煉電流250A — 350A，為保證合金成分的均勻性，反復熔煉4次，每次熔煉時間為I min，經電弧熔煉制備出成分均勻的母合金鑄錠；將鑄錠敲碎，放入石英試管中，采用單輥甩帶法制備出寬2 ~ 4 mm，厚20 ~ 40 μ m的非晶合金薄帶；采用SK2-4-10型管式退火爐，在Ar氣的保護下，非晶薄帶在320°C ~350°C等溫退火一個小時，隨后在Ar氣保護下出爐冷卻。將合金帶卷繞剪切成預定尺寸和形狀的軟磁材料。
[0019]對具有相同形狀和大小的實施例1-2及比較例的軟磁材料進行磁性能。測試結果顯示:實施例1-2得到的軟磁材料的導磁率和抗磁飽和強度比較例的軟磁材料分別提高15%和20%以上。
【主權項】
1.一種鐵鎳基軟磁材料的制備方法，其中該軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成:Fe__a_b_c_d_e_f)NiaSibAlcCedBeNbf，其中:a=15_20，b=3_4，c=10_15，d=l_2，e=3_5，f=l_3 該方法包括如下步驟: (1)熔鑄母合金 將純度大于 99.9% 的原料 Fe、N1、S1、Al、Ce、B 和 Nb，按 FeGmdNkSibAleCedBeNbf合金成分以原子百分比稱量并配料，鈰以鐵鈰合金的方式加入；將真空電弧熔煉爐預熱后，通入1-2個大氣壓的氬氣，加入上述原料，反復熔煉4-5次，注入模具冷卻為母合金錠，形成母合金； (2)制備非合金帶 將母合金錠破碎，并將母合金放入真空電弧熔煉爐中重熔，然后將所屬母合金放入高真空單輥旋淬爐中，旋淬出晶納米晶軟磁合金帶，其中，高真空單輥旋淬爐的噴嘴到銅輥之間距離為l_2mm，銅輥的線速度為20-35m/s，噴嘴的噴注壓強為1.5_2Mpa，單輥旋淬爐真空度優于5 X10_4Pa，軟磁合金帶的厚度為20-25 μ m，寬度為20_30mm ; (3)制備軟磁材料產品 將上述合金帶氫破后，利用行星球磨機球磨制粉，球磨時并采用氬氣保護的方式防止混合粉末氧化，最后得到粒徑為1-3 μ m的粉體； 將上述粉體壓制成預定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以10_15°C /min的升溫速度升溫至800-950°C，保溫3-4h后，以15_20°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發明的軟磁材料。
【專利摘要】本發明涉及一種鐵鎳基軟磁材料的制備方法，其中該軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成：Fe(100-a-b-c-d-e-f)NiaSibAlcCedBeNbf，其中：a=15-20，b=3-4，c=10-15，d=1-2，e=3-5，f=1-3該方法包括如下步驟：（1）熔鑄母合金，（2）制備非合金帶，（3）制備軟磁材料產品。本發明制備的軟磁材料，采用鐵鎳為主體材料以提高導磁率，往其中添加較大比例鋁，以提升材料的延展性，使得材料的力學性能，特別是可塑性提高，適當添加硅鈰硼鈮元素，以改善材料的抗磁飽和能力。
【IPC分類】C22C38-12, H01F1-147, C22C33-06
【公開號】CN104593670
【申請號】CN201510022775
【發明人】陳紅
【申請人】陳紅
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月17日