專利名稱：一種低鈮含量高飽和磁感軟磁材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低鈮含量高飽和磁感軟磁材料及其制備方法，屬于金屬磁性功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鐵基非晶納米晶合金是在非晶合金基礎(chǔ)之上通過晶化處理開發(fā)出的新型納米晶軟磁合金，現(xiàn)已形成鐵硅硼鈮銅系、鐵鈮(鉭或鉿)硼、鐵鈷鈮(鉭或鉿)硼銅等幾大系列。此類合金的突出優(yōu)點(diǎn)在于兼?zhèn)淞髓F基非晶合金的高磁感和鈷基非晶合金的高磁導(dǎo)率、低鐵損，因此可以代替鈷基非晶合金、晶態(tài)坡莫合金和鐵氧體，在高頻電力電子和電子信息領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用前景，可達(dá)到減少體積、降低成本的目的。但是目前市場成熟的產(chǎn)品鐵硅硼鈮銅系合金的飽和磁感相對較低，難以滿足對電子器件產(chǎn)品重量輕、體積小、小型化、高效率的需求，而且含有較大量的金屬元素鈮，使得原材料的成本相對較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的鐵硅硼鈮銅系合金產(chǎn)品存在的飽和磁感較低、含有較大量的金屬元素鈮的問題，進(jìn)而提供了一種低鈮含量高飽和磁感軟磁材料及其制備方法。為此，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:一種低鈮含量高飽和磁感軟磁材料，按物質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)包括:81.55% 83.39%的鐵、1.00% 1.01% 的銅、0.37% 1.82% 的鈮、11.67%_14.94% 的磷化三鐵和 2.12%_2.14%的硼。一種低鈮含量高飽和磁感軟磁材料的制備方法，包括:將冶煉爐預(yù)熱后，加入預(yù)定量的鐵，將鐵加熱至完全熔化并沸騰5 15分鐘；將預(yù)定量的銅、硼、磷化三鐵和鈮加入到熔化狀態(tài)的鐵水中形成混合金屬，將所述混合金屬加熱至熔化狀態(tài)并沸騰預(yù)定時(shí)間；將熔化狀態(tài)的所述混合金屬倒入冷卻槽速冷，形成母合金；將所述母合金通過噴帶機(jī)熔化后，再通過甩帶法制得非晶薄帶。本發(fā)明通過改變生產(chǎn)帶材的合金材料成分配比和生產(chǎn)工藝，不僅提高了材料的飽和磁感強(qiáng)度而且降低了生產(chǎn)成本，從而達(dá)到提高產(chǎn)品的性價(jià)比的目的；本發(fā)明制備出的帶材具有較好的非晶形成能力，表面的光潔度優(yōu)良，具有良好的軟磁性能。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供了 一種低鈮含量高飽和磁感軟磁材料，按物質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)包括:81.55% 83.39%的鐵、1.00% 1.01%的銅、0.37% 1.82%的鈮、
11.67%-14.94% 的磷化三鐵和 2.12%_2.14% 的硼。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
還提供了一種低鈮含量高飽和磁感軟磁材料的制備方法，包括:將冶煉爐預(yù)熱后，加入預(yù)定量的鐵，將鐵加熱至完全熔化并沸騰5 15分鐘；將預(yù)定量的銅、硼、磷化三鐵和鈮加入到熔化狀態(tài)的鐵水中形成混合金屬，將所述混合金屬加熱至熔化狀態(tài)并沸騰預(yù)定時(shí)間；將熔化狀態(tài)的所述混合金屬倒入冷卻槽速冷，形成母合金；將所述母合金通過噴帶機(jī)熔化后，再通過甩帶法制得非晶薄帶。本具體實(shí)施方式
提供的制備方法是采用單輥快淬法制備合金的非晶帶。熔煉出來的鑄錠經(jīng)過破碎成為可以裝入石英管中的適當(dāng)大小形狀，隨后取適量塊體樣品裝入扁口石英管中。在銅輥的高速旋轉(zhuǎn)下，使熔體能夠在大氣環(huán)境中急速冷卻形成非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。石英管口呈長方形，其中長邊方向保持與銅輥旋轉(zhuǎn)方向垂直，并且與銅輥表面間距控制在1.5mm左右，石英管內(nèi)塊狀鑄錠被感應(yīng)加熱至熔融狀態(tài)，然后在適當(dāng)氬氣的壓力下噴射出扁口石英管，并在高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上迅速冷卻形成光亮的非晶帶。優(yōu)選的，加入的銅、硼、磷化三鐵和鈮都是裝在真空中頻爐或者真空高頻爐的不同料斗里面，然后根據(jù)熔煉時(shí)間通過振動斗，進(jìn)入坩堝的。銅、硼、磷化三鐵和鈮合金的加料順序是按體積從大到小。以下通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明保護(hù)的技術(shù)特征并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1本實(shí)施例的鐵基非晶納米晶合金帶材的制備方法，包括以下步驟:(I)按重量百分?jǐn)?shù)，將冶煉爐預(yù)熱后，加入鐵81.55%，加熱至鐵完全熔化并沸騰10分鐘左右；(2)加入銅1.01%,硼2.14%，磷化三鐵14.94%到鐵水中，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰15分鐘左右，使得所加入的材料與鐵水充分融合；(3)將鈮0.37%加入到步驟(2)的混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰20分鐘左右，使得加入的材料與鐵水充分融合；(4)將步驟(3)中熔融的混合金屬倒入冷卻槽速冷，形成母合金；(5)將母合金通過噴待機(jī)熔化后，通過甩帶法制得非晶薄帶，以上均按重量計(jì)算。實(shí)施例2本實(shí)施例的鐵基非晶納米晶合金帶材的制備方法，包括以下步驟:(I)按重量百分?jǐn)?shù)，將冶煉爐預(yù)熱后，加入鐵82.23%，加熱至鐵完全熔化并沸騰10分鐘左右；(2)加入銅1.00%,硼2.13%，磷化三鐵13.72%到鐵水中，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰15左右分鐘，使得所加入的材料與鐵水充分融合；(3)將鈮0.92%加入到步驟(2)的混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰20分鐘左右，使得加入的材料與鐵水充分融合；(4)將步驟(3)中熔融的混合金屬倒入冷卻槽速冷，形成母合金；
(5)將母合金通過噴待機(jī)熔化后，通過甩帶法制得非晶薄帶，以上均按重量計(jì)算。實(shí)施例3本實(shí)施例的鐵基非晶納米晶合金帶材的制備方法，包括以下步驟:(I)按重量百分?jǐn)?shù)，將冶煉爐預(yù)熱后，加入鐵83.39%，加熱至鐵完全熔化并沸騰10分鐘左右；(2)加入銅1.00%,硼2.12%，磷化三鐵11.67%到鐵水中，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰15分鐘左右，使得所加入的材料與鐵水充分融合；(3)將鈮1.82%加入到步驟(2)的混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰20分鐘左右，使得加入的材料與鐵水充分融合；(4)將步驟(3)中熔融的混合金屬倒入冷卻槽速冷，形成母合金；(5)將母合金通過噴待機(jī)熔化后，通過甩帶法制得非晶薄帶，以上均按重量計(jì)算。采用本具體實(shí)施方式
提供的技術(shù)方案，提高了非晶納米晶材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，提高非晶納米晶材料的綜合磁學(xué)性能，該磁性材料極大滿足了對電子器件的小型化、節(jié)能化、高效率的要求。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明實(shí)施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種低鈮含量高飽和磁感軟磁材料，其特征在于，按物質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)包括:81.55% 83.39% 的鐵、1.00% 1.01% 的銅、0.37% 1.82% 的鈮、11.67%_14.94% 的磷化三鐵和2.12%-2.14%的硼。
2.一種如權(quán)利要求1所述的低鈮含量高飽和磁感軟磁材料的制備方法，其特征在于，包括: 將冶煉爐預(yù)熱后，加入預(yù)定量的鐵，將鐵加熱至完全熔化并沸騰5 15分鐘； 將預(yù)定量的銅、硼、磷化三鐵和鈮加入到熔化狀態(tài)的鐵水中形成混合金屬，將所述混合金屬加熱至熔化狀態(tài)并沸騰預(yù)定時(shí)間； 將熔化狀態(tài)的所述混合金屬倒入冷卻槽速冷，形成母合金； 將所述母合金通過噴帶機(jī)熔化后，再通過甩帶法制得非晶薄帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述將預(yù)定量的銅、硼、磷化三鐵和鈮加入到熔化狀態(tài)的鐵水中形成混合金屬，將所述混合金屬加熱至熔化狀態(tài)并沸騰預(yù)定時(shí)間包括: 將預(yù)定量的銅、硼和磷化三鐵加入到熔化狀態(tài)的鐵水中，加熱至熔化狀態(tài)并沸騰10 20分鐘； 將預(yù)定量的鈮加入到熔化狀態(tài)的鐵水中形成混合金屬，將所述混合金屬加熱至熔化狀態(tài)并沸騰15 25分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，加入的銅、硼、磷化三鐵和鈮都是裝在真空中頻爐或者真空高頻爐的不同料斗里面，然后根據(jù)熔煉時(shí)間通過振動斗，進(jìn)入坩堝的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，銅、硼、磷化三鐵和鈮合金的加料順序是按體積從大到小。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種低鈮含量高飽和磁感軟磁材料及其制備方法，所述材料按物質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)包括81.55%～83.39%的鐵、1.00%～1.01%的銅、0.37%～1.82%的鈮、11.67%-14.94%的磷化三鐵和2.12%-2.14%的硼。所述制備方法包括將冶煉爐預(yù)熱后，加入預(yù)定量的鐵，將鐵加熱至完全熔化并沸騰5～15分鐘；將預(yù)定量的銅、硼、磷化三鐵和鈮加入到熔化狀態(tài)的鐵水中形成混合金屬，將所述混合金屬加熱至熔化狀態(tài)并沸騰預(yù)定時(shí)間；將熔化狀態(tài)的所述混合金屬倒入冷卻槽速冷，形成母合金；將所述母合金通過噴帶機(jī)熔化后，再通過甩帶法制得非晶薄帶。本發(fā)明提高了非晶納米晶材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，提高非晶納米晶材料的綜合磁學(xué)性能，該磁性材料極大滿足了對電子器件的小型化、節(jié)能化、高效率的要求。
文檔編號C22C45/02GK103198914SQ201310136458
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者張澤強(qiáng), 連江濱, 廖有良, 呂寶順, 王倩 申請人:北礦磁材科技股份有限公司