一種鈷鐵基低矯頑力軟磁材料及制備方法
【專利摘要】本發明提供一種鈷鐵基低矯頑力軟磁材料，該合金絲材料具有低的矯頑力。該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。該材料中各成分的重量百分含量為：Er0.02％～0.04％,Tb0.01％～0.03％,B10％～12％,Mn0.06％～0.08％，S0.05％～0.08％，In3％～5％，Si1％～1.4％，Fe25％～28％,其余為Co。
【專利說明】一種鈷鐵基低矯頑力軟磁材料及制備方法
[0001]【技術領域】:
本發明屬于金屬材料領域，涉及一種鈷鐵基低矯頑力軟磁材料及制備方法。
[0002]【背景技術】:
CN201210495788.9號申請公開了一種具有高飽和磁通密度的鐵鈷基軟磁合金及其制備方法。其組成滿足如下分子式=FeaCobSicBdCueMf，式中M為C、P、Cr、Mn中的一種或幾種，下標a、b、C、d、e、f分別為相應的元素的原子百分數，且滿足5≤a≤82，5≤b≤82，3≤c≤15，4≤d≤13，0.4≤e≤1.5，2≤f≤8 ;且a+b+c+d+e+f=100。該材料的矯頑力為7.5-8.5A/m。飽和磁通量為1.57-1.78T。該材料矯頑力偏高，成分體系過分復雜。
[0003]
【發明內容】
:
本發明針對上述技術缺陷，提供一種鈷鐵基低矯頑力軟磁材料，該合金絲材料具有低的矯頑力。
[0004]本發明的另一目的是提供上述材料的制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種鈷鐵基低矯頑力軟磁材料，其特征是:該材料中各成分的重量百分含量為:Er0.02%~0.04%, Tb 0.01%~0.03%, B 10%~12%，Mn 0.06%~0.08%, S 0.05%~0.08%，In 3%~5%，Si I %~L 4% ,Fe 25%~28%，其余為Co。該材料的的組織特點為非晶。
[0006]該材料的制備方法包括以下步驟:
O首先按照上述成分進行配料，原料中Er、Tb、Mn、S、In、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1490~1520°C，得到母合金，然后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1510~1520°C ;重熔管式坩堝內設一可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞與管式坩堝內壁的間隙為0.4~Imm ;
3)重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉輪輪緣之下；當母合金熔融膨脹溢出后，與旋轉的成型爐轉輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉的轉輪邊上的圓弧形輪緣拖拽形成合金絲；
4)然后將合金絲置于液氮氣氛中進行低溫處理，處理溫度為-160~-150°C，保溫20~30分鐘；取出后置于室溫條件下靜置2~3小時；再于120~150°C條件下，保溫2~4小時，隨爐冷卻至室溫，即得到鈷鐵基低矯頑力軟磁材料。
[0007]步驟2)中重熔管式坩堝內徑為14~16mm，高度為80~100mm。
[0008]步驟3)中重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉輪輪緣之下2~3mm處。
[0009]步驟3)中成型爐轉輪旋轉線速度為24~26m/s，所得合金絲的直徑為20~30微米。
[0010]本發明具有如下有益效果:
本發明材料采用Er、Tb、In和Mn共同作用可降低合金矯頑力。該材料的的組織特點為非晶。Mn、In、S、B和Co形成化合物可以阻止熱處理中晶粒得長大，保證了非晶的穩定性。Er和B共同作用可提高非晶形成能力。
[0011]本發明制備中，沒有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低；另外合金經過快速冷卻，保證了合金成分、組織和性能的均勻性，因此也就保證了合金的質量。
[0012]與現有技術相比，本發明的優點還在于:該材料具有優異的軟磁性能、良好的機械性能和非晶形成能力。本發明合金在凝固中采用快速冷卻、低溫深冷、室溫靜置、熱處理和合金化結合的方式，既有效抑制合金的晶化，保證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。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。
[0013]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為本發明實施例一制備的鈷鐵基低矯頑力軟磁絲材料的組織圖。
[0014]由圖1可見，該材料的組織均勻致密。
[0015]【具體實施方式】:
實施例一:
本發明鈷鐵基低矯頑力軟磁材料的制備方法包括以下步驟:
O首先各成分按照重量百分含量為:Er 0.02%, Tb 0.01%, B 10%, Mn 0.06%, S0.05%, In 3%, Si l%,Fe 25%，其余為 Co 進行配料；原料中 Er、Tb、Mn、S、In、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1495°C，得到母合金，然后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1510°C;重熔管式坩堝內徑為14_，高度為80mm ;重熔管式坩堝內設一可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞與管式坩堝內壁的間隙
為0.6謹；
3)重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉輪輪緣之下2?3_處；當母合金熔融膨脹溢出后，與旋轉的成型爐轉輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉的轉輪邊上的圓弧形輪緣拖拽形成合金絲；轉輪旋轉線速度為25m/s，所得合金絲的直徑為20?30微米。
[0016]4)然后將合金絲置于液氮氣氛中進行低溫處理，處理溫度為_160°C，保溫30分鐘；取出后置于室溫條件下靜置2小時；再于130°C條件下，保溫4小時，隨爐冷卻至室溫，即得到鈷鐵基低矯頑力軟磁材料。
[0017]實施例二:
本發明鈷鐵基低矯頑力軟磁材料的制備方法包括以下步驟:
O首先各成分按照重量百分含量為:Er 0.04%, Tb 0.03%, B 12%, Mn 0.08%, S0.08%, In 5%, Si 1.4%, Fe 28%，其余為 Co 進行配料；原料中 Er、Tb、Mn、S、In、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1510°C，得到母合金，然后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1520°C;重熔管式坩堝內徑為16_，高度為100mm;重熔管式坩堝內設一可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞與管式坩堝內壁的間隙為0.8mm ；
3)重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉輪輪緣之下3_處；當母合金熔融膨脹溢出后，與旋轉的成型爐轉輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉的轉輪邊上的圓弧形輪緣拖拽形成合金絲；轉輪旋轉線速度為26m/s，所得合金絲的直徑為20?30微米。
[0018]4)然后將合金絲置于液氮氣氛中進行低溫處理，處理溫度為_150°C，保溫20分鐘；取出后置于室溫條件下靜置2小時；再于150°C條件下，保溫4小時，隨爐冷卻至室溫，即得到鈷鐵基低矯頑力軟磁材料。
[0019]實施例三:
本發明鈷鐵基低矯頑力軟磁材料的制備方法包括以下步驟:
I)首先各成分按照重量百分含量為:Er 0.03%, Tb 0.02%, B 11%, Mn 0.07%, S0.07%, In 4%, Si 1.3%, Fe 27%，其余為 Co 進行配料；原料中 Er、Tb、Mn、S、In、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1510°C，得到母合金，然后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1515°C;重熔管坩堝內徑為15mm,高度為90mm;重熔管式坩堝內設一可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞與管式坩堝內壁的間隙為
0.7mm ；
3)重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉輪輪緣之下2?3_處；當母合金熔融膨脹溢出后，與旋轉的成型爐轉輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉的轉輪邊上的圓弧形輪緣拖拽形成合金絲；轉輪旋轉線速度為25m/s，所得合金絲的直徑為20?30微米。
[0020]4)然后將合金絲置于液氮氣氛中進行低溫處理，處理溫度為_155°C，保溫25分鐘；取出后置于室溫條件下靜置2小時；再于140°C條件下，保溫2小時，隨爐冷卻至室溫，即得到鈷鐵基低矯頑力軟磁材料。
[0021]實施例四:(成份配比不在本發明設計方案內)
鈷鐵基低矯頑力軟磁材料各成分按照重量百分含量為=Er 0.01%, Tb 0.005%, B8%, Mn 0.05%, S 0.04%, In 2%, Si 0.8%, Fe 24%，其余為Co進行配料，制備過程同實施例一。
[0022]實施例五:(成份配比不在本發明設計方案內)
鈷鐵基低矯頑力軟磁材料各成分按照重量百分含量為:Er 0.06%, Tb 0.04%, B13%, Mn 0.09%, S 0.09%, In 6%, Si 1.6%, Fe 30%，其余為 Co 進行配料，制備過程同實施例一。
[0023]表I
【權利要求】
1.一種鈷鐵基低矯頑力軟磁材料，其特征是:該材料中各成分的重量百分含量為:Er0.02%?0.04%, Tb 0.01%?0.03%, B 10%?12%，Mn 0.06%?0.08%, S 0.05%?0.08%, In 3% ?5%，Si 1% ?1.4%，Fe 25%?28%，其余為 Co。
2.根據權利要求1所述的材料，其特征是:該材料的的組織特點為非晶。
3.權利要求1所述材料的制備方法，其特征是:該方法包括以下步驟: 1)首先按照上述成分進行配料，原料中Er、Tb、Mn、S、In、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入； 2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1490?1520°C，得到母合金，然后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1510?1520°C ;重熔管式坩堝內設一可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞與管式坩堝內壁的間隙為0.4?Imm ; 3)重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉輪輪緣之下；當母合金熔融膨脹溢出后，與旋轉的成型爐轉輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉的轉輪邊上的圓弧形輪緣拖拽形成合金絲； 4)然后將合金絲置于液氮氣氛中進行低溫處理，處理溫度為-160?-150°C，保溫20?30分鐘；取出后置于室溫條件下靜置2?3小時；再于120?150°C條件下，保溫2?4小時，隨爐冷卻至室溫，即得到鈷鐵基低矯頑力軟磁材料。
4.根據權利要求3所述制備方法，其特征是:步驟2)中重熔管式坩堝內徑為14?16mm,高度為 80 ?100mm。
5.根據權利要求3所述制備方法，其特征是:步驟3)中重熔管式坩堝的頂部置于成型爐轉輪輪緣之下2?3mm處。
6.根據權利要求3所述制備方法，其特征是:步驟3)中成型爐轉輪旋轉線速度為24?26m/s，所得合金絲的直徑為20?30微米。
【文檔編號】H01F1/147GK103794325SQ201410075567
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2014年3月4日
【發明者】蔣曉龍, 趙浩峰, 王玲, 鄭澤昌, 何曉蕾, 徐小雪, 柯維雄, 潘子云, 謝艷春, 雷霆, 陸陽平, 邱奕婷, 王易秋, 宋超, 趙佳玉 申請人:南京信息工程大學