降低非晶帶材脆化度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種降低非晶帶材脆化度的方法，該方法包括：配置母合金，在鐵基合金中加入一定量的微量元素Zn配制合金，合金成分按照原子個數(shù)百分比計，化學(xué)成分表達式為：(Fe100-xZnx)aSibBc，其中，a、b、c、x的原子百分比含量分別為：78≤a≤82,8.5≤b≤10,10.5≤c≤12,8.5≤x≤10；熔煉母合金，在冶煉爐中熔煉母合金，采用單輥快速凝固的生產(chǎn)工藝制得非晶帶材；將非晶帶材在一定的溫度下進行磁場熱處理。本發(fā)明從帶材制備過程中的成分設(shè)計及冶煉環(huán)節(jié)入手，首先確定使帶材保持優(yōu)良磁性能的主元素合金的成分范圍，并在此基礎(chǔ)上添加適量的微量元素，所制得的非晶帶材在磁場熱處理之后其脆化度顯著降低。
【專利說明】降低非晶帶材脆化度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及非晶帶材領(lǐng)域，尤其涉及一種降低非晶帶材脆化度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶合金具有許多獨特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強度、硬度和韌性，高的電阻率和機電耦合等性能，被稱為是冶金材料學(xué)的一項革命。非晶合金是由超極冷凝固，合金凝固時原子來不及有序排列結(jié)晶，得到的固態(tài)合金是長程無序結(jié)構(gòu)，沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在。由于它的性能優(yōu)異、工藝簡單，從80年代開始成為國內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開發(fā)重點。在以往數(shù)千年中，人類所使用的金屬或合金都是晶態(tài)結(jié)構(gòu)的材料，其原子三維空間內(nèi)作有序排列、形成周期性的點陣結(jié)構(gòu)。 [0003]鐵基非晶合金是由80%Fe、20%Si及B類金屬元素所構(gòu)成，它具有高飽和磁感應(yīng)強度(其磁感應(yīng)強度可達到1.54T)，其磁導(dǎo)率、激磁電流和鐵損等各方面也都優(yōu)于硅鋼片的特點，特別是鐵損低(為取向硅鋼片的1/3 - 1/5)，代替硅鋼做配電變壓器可節(jié)能60 - 70%。鐵基非晶合金的帶材厚度為0.03mm左右，廣泛應(yīng)用于配電變壓器、大功率開關(guān)電源、脈沖變壓器、磁放大器、中頻變壓器及逆變器鐵芯，適合于IOkHz以下頻率使用。
[0004]由于非晶合金鐵心配電變壓器年平均低負載時節(jié)能效果明顯，目前得到了廣泛的認可。但非晶合金變壓器有其固有的弱點，非晶合金材料硬而脆。尤其是經(jīng)過熱處理的鐵基非晶態(tài)合金帶材，脆化度特別高，鐵基非晶態(tài)合金經(jīng)過合適的熱處理溫度就會發(fā)生結(jié)構(gòu)弛豫，材料本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原子要發(fā)生微小的結(jié)構(gòu)重排，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，經(jīng)過熱處理的鐵基非晶合金內(nèi)應(yīng)力降低，會出現(xiàn)嚴重的脆化現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對以上問題，提供了一種降低鐵基非晶帶脆化度的有效方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種降低非晶帶材脆化度的方法，其特征在于，所述方法包括:
[0007]配置母合金，在鐵基合金中加入的微量元素Zn配制合金，所述合金成分按照原子個數(shù)百分比計，其化學(xué)成分表達式為:(Fe1(l(l_xZn丄SibB。，其中，a、b、c、x的原子百分比含量分別為:78≤a≤82，8.5≤b≤10，10.5≤c≤12，8.5≤x≤10 ;
[0008]在冶煉爐中熔煉所述母合金；
[0009]采用單輥快速凝固的生產(chǎn)工藝將熔煉后的所述制得非晶帶材；
[0010]將所述非晶帶材在340_360°C溫度下進行磁場熱處理。
[0011]進一步的，所述方法還包括，非晶帶材在磁場熱處理退火后測試其鐵損及激磁功率。 [0012]進一步的，所述方法還包括，將所述磁場熱處理后的非晶帶材進行脆化測試。
[0013]進一步的，所述進行脆化測試具體為:取出磁場熱處理后所述的非晶帶材，在行星式球磨機中球磨I個小時，分別用300目篩過篩，計算所述非晶帶材的過篩率。[0014]本發(fā)明帶來的有益效果是:本發(fā)明從帶材制備過程中的成分設(shè)計及冶煉環(huán)節(jié)入手，首先確定使帶材保持優(yōu)良磁性能的主元素合金的成分范圍，并在此基礎(chǔ)上添加適量的微量元素，所制得的非晶帶材在磁場熱處理之后其脆化度顯著降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一實施例降低非晶帶材脆化度方法的流程圖。
【具體實施方式】 [0016]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0017]如圖1所示是本發(fā)明一實施例中降低非晶帶材脆化度方法的流程圖，如圖所示，本發(fā)明具體包括以下步驟:
[0018]步驟101、配置母合金，在鐵基合金中加入一定量的微量元素Zn配制合金，所述合金成分按照原子個數(shù)百分比計，其化學(xué)成分表達式為:(Fe1(l(l_xZn丄SibB。，其中，a、b、c、x的原子百分比含量分別為:78≤a≤82，8.5≤b≤10，10.5≤c≤12，8.5≤x≤10。
[0019]本發(fā)明提供的一種降低非晶帶材脆化度的方法是在帶材母合金冶煉過程中加入適量的Zn，得到較低脆化度的非晶帶材，加入Zn使帶材的脆化度降低的原因是因為Zn對于Al和Ti來說其親和力比較高，因為在原材料中保證不了使用不含Al和Ti的純鐵，而這兩種元素嚴重影響帶材的韌性，使帶材熱處理后嚴重脆化。Zn可以減少這兩種元素在帶材表面富集。從而降低帶材脆性。
[0020]步驟102、熔煉母合金，在冶煉爐中熔煉母合金，采用單輥快速凝固的生產(chǎn)工藝制得非晶帶材。
[0021]步驟103、將所述非晶帶材在一定的溫度下進行磁場熱處理。測試退火后非晶帶材的鐵損及激磁功率.[0022]在本發(fā)明一實施例中，取兩組a、b、c和X的取值，其分別為78.8、9.4、11.7、8.5和78.8,9.4,11.7、9，經(jīng)過本發(fā)明降低非晶帶材脆化度的方法設(shè)計合金成分，經(jīng)冶煉爐冶煉后在非晶帶設(shè)備中噴成厚度為23-28 μ m的非晶帶材，分別對其標號為I和2。同時，將未采用本發(fā)明降低非晶帶材脆化度的方法制成的非晶帶材作為對比，其標號為3。并且將上述的三組非晶帶材在磁場熱處理后，在行星式球磨機中球磨I個小時，分別用300目篩過篩，計算三組非晶帶材的過篩率。表1中顯示了本發(fā)明降低非晶帶材脆化度的方法加入合金元素制成的非晶帶材與沒有采用本發(fā)明方法而未加入合金元素的非晶帶材相比過篩率低，即其脆化度降低。
[0023]表1
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種降低非晶帶材脆化度的方法，其特征在于，所述方法包括: 配置母合金，在鐵基合金中加入的微量元素Zn配制合金，所述合金成分按照原子個數(shù)百分比計，其化學(xué)成分表達式為:(Fe1(l(l_xZn丄SibB。，其中，a、b、c、x的原子百分比含量分別為:78 ≤a ≤ 82，8.5 ≤ b ≤ 10，10.5 ≤ c ≤12, 8.5 ≤ x ≤ 10 ； 在冶煉爐中熔煉所述母合金； 采用單輥快速凝固的生產(chǎn)工藝將熔煉后的所述制得非晶帶材； 將所述非晶帶材在340-360 V溫度下進行磁場熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低非晶帶材脆化度的方法，其特征在于，所述方法還包括，非晶帶材在磁場熱處理退火后測試其鐵損及激磁功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低非晶帶材脆化度的方法，其特征在于，所述方法還包括，將所述磁場熱處理后的非晶帶材進行脆化測試。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的降低非晶帶材脆化度的方法，其特征在于，所述進行脆化測試具體為:取出磁場熱處理后所述的非晶帶材，在行星式球磨機中球磨I個小時，分別用300目篩過篩，計算所述非晶帶材的過篩率。
【文檔編號】C21D9/52GK103643179SQ201310682853
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】周立偉, 尹麗娟, 劉紅玉, 胡源 申請人:青島云路新能源科技有限公司