本發(fā)明涉及軟磁合金冶金工藝領(lǐng)域，特別涉及一種軟磁坡莫合金的電渣重熔方法。

背景技術(shù)：

Fe-Ni軟磁合金是在弱磁場中具有高的磁導(dǎo)率及低的矯頑力的一類合金。在弱磁場磁化下就顯示出高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力，并且具有良好的冷加工性能。通過對成分改變含量，添加一種或幾種合金元素（如Mo，Cu，Cr和Ti等）和工藝的調(diào)控，可以獲得各種各樣的具有不同特點的坡莫合金，其品種的繁多，為軟磁材料中之最。這類合金廣泛應(yīng)用于無線電電子工業(yè)、精密儀器儀表、遙控及自動控制系統(tǒng)中，綜合起來主要用于能量轉(zhuǎn)換和信息處理兩大方面，是國民經(jīng)濟(jì)中的一種重要材料。

電渣重熔是提純金屬并獲得潔凈、均勻、致密鋼錠組織的一種重要冶金工藝技術(shù)，然而如何通過優(yōu)化電渣重熔渣系配方并配合合適的電渣工藝，提高合金組織純度、降低有害元素含量、減少非金屬夾雜物、保障鋼錠表面光滑、組織潔凈均勻致密和化學(xué)成分均勻，是提高合金成品率所要解決的核心問題。

經(jīng)過多年的Fe-Ni軟磁合金電渣重熔試驗，探索出了一種電渣工藝，通過這種工藝，可以有效的改善材料的純度和組織，提高產(chǎn)品成品率和合金性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種軟磁坡莫合金的電渣重熔方法，采用該方法可以減少合金的有害元素，改善合金的雜質(zhì)分布情況，利于細(xì)化組織，大大降低了金屬材料中的C、S、P含量，從而改善高性能耐蝕合金的純凈度和成材率。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種軟磁坡莫合金的電渣重熔方法，包括以下步驟：

（1）自熔電極棒的制備

軟磁坡莫合金自熔電極棒的配料成分按重量份為：Ni 49-51份，Mn 0.3-0.6份，Si 0.15-0.3份，余量為Fe；經(jīng)真空感應(yīng)熔煉，澆鑄成圓棒，將圓棒表面砂磨精整后，即為電渣重熔的自熔電極棒；

（2）電渣重熔

電渣重熔的渣料配比按重量份為：CaF₂ 55-65份，Al₂O₃ 10-16份，CaO 10-14份，MgO 12-15份，用于軟磁坡莫合金電渣重熔，將上述渣料加熱至熔融狀態(tài)，倒入結(jié)晶器中，結(jié)晶器和底板均用水冷卻，將步驟（1）中制備的自熔電極棒下降到熔融的電渣重熔的渣料中，通電起弧后，調(diào)整重熔電壓至40-50V、電流3000-5000A；自熔電極棒受電阻熱緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層與渣料發(fā)生反應(yīng)而得到提純，并在結(jié)晶器的底部重新結(jié)晶，得到電渣錠；電渣錠在1300±5℃的溫度下保溫1小時，再鍛造成黑皮棒或軋制成板帶，在1150℃高純氫氣保護(hù)下保溫3小時，然后以100-150℃/h的速度冷卻至室溫，即得軟磁坡莫合金。

所述步驟（1）中自熔電極棒的直徑為115mm-140mm。

所述步驟（2）中自熔電極棒與結(jié)晶器的填充比為0.6-0.9。

所述步驟（2）中，黑皮棒的鍛造比大于或等于50%。

所述步驟（2）中，黑皮棒經(jīng)過鍛造、熱軋制備成板帶，所述板帶的加工度大于或等于50%。

所述步驟（2）中電渣重熔的渣料配比按重量份為：CaF₂ 60份，Al₂O₃ 14份，CaO 13份，MgO 13份。

本發(fā)明自熔電極原料為：Ni含量為99.9%的電解鎳，Mn含量99.7%的電解錳，Si為99.0%結(jié)晶硅，鐵含量為99.5%的工業(yè)純鐵，渣料CaF₂，A1₂O₃，CaO，MgO含量均達(dá)到99.5%，均采用市場常用的工業(yè)原料。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）采用該渣系可以減少有害元素和夾雜物、改善合金組織。經(jīng)測試，合金雜質(zhì)：C為0.005%；S≤0.008%；P≤0.01%，Cu≤0.06%；磁性能指標(biāo)：初始磁導(dǎo)率μ₀為2.73mH/m，最大磁導(dǎo)率μ_m為35.3mH/m，矯頑力H_c為9.38A/m，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B_s為1.5T。合金材料中的硫、磷含量大大降低，熱加工成材率達(dá)到了95%左右，能夠提高純凈度和成材率；

（2）所述電渣重熔方法，使合金中的有害元素含量減少，純度提高，組織優(yōu)化，特別是顯著改善其加工性能，大大提高了材料的成材率，有利于提升該材料的綜合技術(shù)水平，推動我國冶金企業(yè)的產(chǎn)業(yè)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

附圖說明

圖1是實施例1制備軟磁坡莫合金金相組織圖。

具體實施方式

實施例1

（1）自熔電極棒的制備

軟磁坡莫合金自熔電極棒的配料成分按重量份為：Ni：49.5份（14850g），Mn：0.4份（120g），Si：0.2份（60g），F(xiàn)e：49.9份（14970g），總重30000g。經(jīng)真空感應(yīng)熔煉，澆鑄成直徑110mm圓棒，將圓棒表面砂磨精整后，即為電渣重熔的自熔電極棒。

（2）電渣重熔

電渣重熔的渣料配比按重量份為: CaF₂：55份（3850g）；Al₂O₃：18份（1260 g）；CaO：12份（840g）；MgO：15份（1050g），總重7000g。用于軟磁坡莫合金電渣重熔，將上述渣料加熱至熔融狀態(tài)，倒入直徑160mm結(jié)晶器中，結(jié)晶器和底板均用水冷卻，將步驟（1）中制備的自熔電極棒緩慢下降到熔融的電渣重熔的渣料中，通電起弧后，自熔電極棒的直徑為120mm時，調(diào)整重熔電壓至45V、電流4500A；自熔電極棒受電阻熱緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層與渣料發(fā)生反應(yīng)而得到提純，并在結(jié)晶器的底部重新結(jié)晶，得到組織致密、均勻、純凈，表面光潔的電渣錠；電渣錠隨爐升溫1300±5℃，保溫1小時，再鍛造成黑皮棒，在1150℃高純氫氣保護(hù)下保溫3小時，然后以100℃/h的速度冷卻至室溫，棒材車光、檢測后得到合格后，即得軟磁坡莫合金。

經(jīng)測試，合金雜質(zhì)：C為0.005%；S≤0.007%；P≤0.005%，Cu≤0.003%；磁性能指標(biāo)：初始磁導(dǎo)率μ₀為2.53mH/m，最大磁導(dǎo)率μ_m為32.3mH/m，矯頑力H_c為9.12A/m，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B_s為1.45T。達(dá)到了提高純度和性能的目的，適用于海洋裝備的電磁閥。

實施例2

（1）自熔電極棒的制備

軟磁坡莫合金自熔電極棒的配料成分按重量份為：Ni：50份（15000g）、Mn：0.5份（150g），Si：0.25份（75g），F(xiàn)e：49.25份（14775g），總重30000g。經(jīng)真空感應(yīng)熔煉，澆鑄成直徑120mm圓棒，將圓棒表面砂磨精整后，即為電渣重熔的自熔電極棒。

（2）電渣重熔

電渣重熔的渣料配比按重量份為：CaF₂：60份（4200g）；Al₂O₃：15份（1050 g）；CaO：13份（910g）；MgO：12份（840g），總重7000g。用于軟磁坡莫合金電渣重熔，將上述渣料加熱至熔融狀態(tài)，倒入直徑160mm結(jié)晶器中，結(jié)晶器和底板均用水冷卻，將步驟（1）中制備的自熔電極棒緩慢下降到熔融的電渣重熔的渣料中，通電起弧后，自熔電極棒的直徑為115mm時，調(diào)整重熔電壓至40V、電流3000A；自熔電極棒受電阻熱緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層與渣料發(fā)生反應(yīng)而得到提純，并在結(jié)晶器的底部重新結(jié)晶，得到組織致密、均勻、純凈，表面光潔的電渣錠；電渣錠隨爐升溫1300±5℃，保溫1小時，再鍛造成黑皮棒，在1150℃高純氫氣保護(hù)下保溫3小時，然后以110℃/h的速度冷卻至室溫，鍛棒再軋制成厚度0.5、寬度15mm帶材，即得軟磁坡莫合金帶材成品。

經(jīng)測試，合金雜質(zhì)：C為0.005%；S≤0.004%；P≤0.005%，Cu≤0.002%；磁性能指標(biāo)：初始磁導(dǎo)率μ₀為2.90mH/m，最大磁導(dǎo)率μ_m為38.2mH/m，矯頑力H_c為9.45A/m，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B_s為1.54T。達(dá)到了提高純度和性能的目的，適用于工業(yè)變電站輸出系統(tǒng)的電磁閥。

實施例3

（1）自熔電極棒的制備

軟磁坡莫合金自熔電極棒的配料成分按重量份為：Ni：50.5份（15150g）、Mn：0.4份（120g），Si：0.3份（90g），F(xiàn)e：48.8份（14640g），總重30000g。經(jīng)真空感應(yīng)熔煉，澆鑄成直徑140mm圓棒，將圓棒表面砂磨精整后，即為電渣重熔的自熔電極棒。

（2）電渣重熔

電渣重熔的渣料配比按重量份為：CaF₂：58份（4060g）；Al₂O₃：16份（1120 g）；CaO：14份（980g）；MgO：12份（840g），總重7000g。用于軟磁坡莫合金電渣重熔，將上述渣料加熱至熔融狀態(tài)，倒入直徑160mm結(jié)晶器中，結(jié)晶器和底板均用水冷卻，將步驟（1）中制備的自熔電極棒緩慢下降到熔融的電渣重熔的渣料中，通電起弧后，自熔電極棒的直徑為130mm時，調(diào)整重熔電壓至48V、電流4500A；自熔電極棒受電阻熱緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層與渣料發(fā)生反應(yīng)而得到提純，并在結(jié)晶器的底部重新結(jié)晶，得到組織致密、均勻、純凈，表面光潔的電渣錠；電渣錠隨爐升溫1300±5℃，保溫1小時，再鍛造成黑皮棒，在1150℃高純氫氣保護(hù)下保溫3小時，以120℃/h的速度冷卻至室溫，再經(jīng)軋制成厚度0.3、寬度10mm帶材，即得軟磁坡莫合金帶材成品。

經(jīng)測試，合金雜質(zhì)：C為0.006%；S≤0.005%；P≤0.005%，Cu≤0.004%；磁性能指標(biāo)：初始磁導(dǎo)率μ₀為2.79mH/m，最大磁導(dǎo)率μ_m為36.7mH/m，矯頑力H_c為9.77A/m，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B_s為1.45T。達(dá)到了提高純度和性能的目的，適用于污水處理工程中的電磁閥。

實施例4

（1）自熔電極棒的制備

軟磁坡莫合金自熔電極棒的配料成分按重量份為：Ni：49份、Mn：0.6份，Si：0.15份，F(xiàn)e：50.25份。經(jīng)真空感應(yīng)熔煉，澆鑄成直徑140mm圓棒，將圓棒表面砂磨精整后，即為電渣重熔的自熔電極棒。

（2）電渣重熔

電渣重熔的渣料配比按重量份為：CaF₂：65份；Al₂O₃：10份；CaO：10份；MgO：15份。用于軟磁坡莫合金電渣重熔，將上述渣料加熱至熔融狀態(tài)，倒入直徑160mm結(jié)晶器中，結(jié)晶器和底板均用水冷卻，將步驟（1）中制備的自熔電極棒緩慢下降到熔融的電渣重熔的渣料中，通電起弧后，調(diào)整重熔電壓至48V、電流4500A；自熔電極棒受電阻熱緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層與渣料發(fā)生反應(yīng)而得到提純，并在結(jié)晶器的底部重新結(jié)晶，得到組織致密、均勻、純凈，表面光潔的電渣錠；電渣錠隨爐升溫1300±5℃，保溫1小時，再鍛造成黑皮棒，在1150℃高純氫氣保護(hù)下保溫3小時，以130℃/h的速度冷卻至室溫，再經(jīng)軋制成厚度0.3、寬度10mm帶材，即得軟磁坡莫合金帶材成品。

實施例5

（1）自熔電極棒的制備

軟磁坡莫合金自熔電極棒的配料成分按重量份為：Ni：51份、Mn：0.3份，Si：0.3份，F(xiàn)e：48.4份。經(jīng)真空感應(yīng)熔煉，澆鑄成直徑140mm圓棒，將圓棒表面砂磨精整后，即為電渣重熔的自熔電極棒。

（2）電渣重熔

電渣重熔的渣料配比按重量份為：CaF₂：60份；Al₂O₃：14份；CaO：13份；MgO：13份。用于軟磁坡莫合金電渣重熔，將上述渣料加熱至熔融狀態(tài)，倒入直徑160mm結(jié)晶器中，結(jié)晶器和底板均用水冷卻，將步驟（1）中制備的自熔電極棒緩慢下降到熔融的電渣重熔的渣料中，通電起弧后，自熔電極棒的直徑為140mm時，調(diào)整重熔電壓至50V、電流5000A；自熔電極棒受電阻熱緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層與渣料發(fā)生反應(yīng)而得到提純，并在結(jié)晶器的底部重新結(jié)晶，得到組織致密、均勻、純凈，表面光潔的電渣錠；電渣錠隨爐升溫1300±5℃，保溫1小時，再鍛造成黑皮棒，在1150℃高純氫氣保護(hù)下保溫3小時，以150℃/h的速度冷卻至室溫，再經(jīng)軋制成厚度0.3、寬度10mm帶材，即得軟磁坡莫合金帶材成品。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。