技術領域

本發(fā)明涉及非晶合金技術領域，尤其涉及一種鐵基非晶合金及其制備方法。

背景技術：

非晶軟磁合金是近幾十年材料領域研究的熱點之一，尤其是作為磁性功能材料的非晶軟磁合金材料。目前已研究清楚，非晶合金的形成過程是將熔融金屬液體快速冷卻，使原子來不及移動重排而被凍結下來，保持熔融態(tài)的無序排列結構。非晶軟磁合金因其原子不規(guī)則排列、無周期性與無晶粒晶界的存在，磁疇的釘扎點或釘扎線少，無晶粒和團簇取向，磁晶各向異性很小，而顯示良好的軟磁特性，如矯頑力小、磁導率高、磁感應強度高、電阻率高、損耗小以及頻率特性好。在電力電子領域應用，非晶軟磁合金可極大的促進各種電器設備向節(jié)能化、高效化與小型化方向發(fā)展。

非晶合金的生產工藝具有流程短、工藝簡單、節(jié)約能耗的特點，被譽為冶金工藝的一次革命。非晶合金的制備工藝僅包括熔煉和快速冷卻制帶兩步，比硅鋼、坡莫合金和鐵氧體等晶態(tài)軟磁材料的生產工藝短很多，生產線全流程長度僅為硅鋼的1/100，生產能耗僅為硅鋼的1/5。同時，正是由于非晶節(jié)能材料的生產工藝簡單，流程短，鋼液經(jīng)過噴嘴細縫到達銅輥表面冷卻即形成最終的成品，非晶合金的生產設備和生產工藝控制精度要求高，控制難度大，產品質量容易受各工藝參數(shù)甚至環(huán)境溫度、氣氛等的交互影響。

非晶合金的成分范圍廣，由于合金快速冷卻，溶體不發(fā)生明顯的偏析和相析出，所有合金元素固溶在一起，通常在很大的成分范圍內都能形成非晶，并具有優(yōu)異的軟磁性能，因此非晶合金材料的成分和體系多種多樣，這明顯區(qū)別于傳統(tǒng)的晶態(tài)材料。不同于晶態(tài)材料，非晶合金熔體的性質受微量元素的含量及存在形式影響很大，某些高溫難熔顆粒雜質相在凝固過程中起異質形核點的左右，很容易激發(fā)晶化而大幅降低非晶合金的形成能力，這在合金設計的過程中是難以體現(xiàn)的。大量專利中都有用M元素指代雜質或微量添加元素，但是其影響往往沒有得到充分評估，雜質元素的控制方法沒有解決，這幾乎就是當前數(shù)以千件專利保護的新合金成分難以實現(xiàn)生產和影響的原因。對于工業(yè)生產來說，高純原料的價格是無法接受的。工業(yè)原料中的微量元素是決定性的，工業(yè)原料制備的非晶合金的非晶形成能力和磁性能都與實驗室開發(fā)的合金或理論預測差距極大。此外，由于微量元素種類眾多，相互作用，我們甚至很難區(qū)分哪些是有益元素，哪些是有害的雜質。由于高純原料的高昂價格是工業(yè)生產無法接受的，因此，拋開原材料中的雜質元素和生產工藝，設計新的非晶合金材料幾乎是沒有意義的。這正是當前世界范圍內依然主要使用70年內美國開發(fā)的metglas系列FeSiB合金的原因。

在高磁感應強度非晶合金方面，當前有大批的合金成分。其合金成分的設計大都基于：1)提高鐵元素含量，降低非鐵磁性非晶形成元素含量；2)適量添加鈷元素，利用其與鐵原子間之間的強交換耦合作用提高磁感應強度；3)避免大量添加可提高非晶形成能力的大原子半徑非磁性金屬元素，因為這可明顯降低合金的磁感應強度，并大幅提高合金的原材料成本。

由于非晶軟磁合金材料的性能優(yōu)點源于其非晶態(tài)結構，因此在提高磁感應強度的同時，還需要考慮合金的非晶形成能力和臨界冷卻速度。片面考慮提高磁感應強度，會導致合金的非晶形成能力過低，使其臨界冷卻速度超出現(xiàn)有非晶合金帶材生產線的冷卻能力，生產設備和工藝條件難以滿足。另外，研究表明，相同工藝條件下制備的非晶合金的矯頑力與其非晶形成能力有直接的關聯(lián)，非晶形成能力高的合金，其非晶度低，原子堆積密度低，釘扎磁疇的磁偶極子數(shù)量少，矯頑力低。具有較強的非晶形成能力是高磁感應強度鐵基非晶合金規(guī)?；a和應用的前提。高非晶形成能力和高磁感應強度之間的矛盾，是當前高磁感應強度非晶軟磁合金開發(fā)的難題。由于當前高磁感應強度非晶合金的非晶形成能力接近生產工藝可達到的極限，采用高純原料進一步提高飽和磁感應強度的非晶合金往往難符合低純原料的要求。

以下是單純考慮主要元素的情況：

美國Allied-Signal公司上世紀80年代開發(fā)了牌號為Metglas2605Co的合金，磁感應強度達到1.8T。但是由于合金中含有18％的鈷元素，原材料成本過高，不適合大規(guī)模推廣應用。

美國專利US4226619中公開的一種非晶態(tài)Fe-B-C合金，其磁感應強度超過1.7T，典型成分Fe₈₆B₇C₇合金的磁感應強度達到1.74T，但是由于非晶形成能力太低，合金的矯頑力大，同時淬態(tài)帶材脆性大，無法實際推廣應用。

日立金屬在CN1721563A專利中公開了一種Fe-Si-B-C合金，其磁感應強度達到1.64T，但其制備過程采用滲碳工藝，大大提高了工藝復雜程度。

新日本制鐵公司在專利CN1356403A中公布了一種高鐵含量Fe-Si-B-C-P非晶合金，鐵含量在82～90％之間，其磁感應強度達到1.75T，然而由于過度追求磁感應強度，忽視了非晶形成能力的限制，合金成分設計不合理；典型高鐵含量成分如Fe_86.7Si_2.3B_8.9C_0.8P_1.1等的非晶形成能力太低，用常規(guī)快淬制帶工藝不能制備完全非晶樣品，磁性能差；其典型低鐵含量成分如Fe_82.4Si_2.3B_8.8C_0.5P_5.8合金的P元素含量高，磁感應強度低。此外，此專利中實施例的磁感應強度值明顯高于正常值，說明合金的非晶形成能力有限，樣品不是完全非晶結構。

新日本制鐵公司在專利CN101589169A中公開了一種低鐵含量Fe-Si-B-C-P非晶合金，合金的鐵含量在78～86％之間，然而該合金6～20％的P含量明顯降低合金的磁感應強度，另外，過高的P含量和C含量都極大提高了合金的熔煉難度和制帶工藝要求。

安泰科技公司在專利CN101840764A中公布一種高磁感應強度非晶合金，其優(yōu)選成分硅含量較高超過5％，非晶形成能力低，此外，此專利中實施例中具有相近成分的不同合金其磁感應強度值相差較大，說明該組分的合金在制備過程中重復性差，導致相近成分的不同合金樣品中非晶態(tài)比例差別大。

美國專利US5958153A和US5626690公布了一種非晶形成能力高的(FeSiBC)_100-xP_x合金，其臨界厚度在40～90m之間，但是該合金的鐵含量低，磁感應強度低。

在本專利產生前的研究工作中，我們發(fā)現(xiàn)上述高飽和磁感應強度非晶合金都存在一個共同缺陷，即無法通過低純原料評價。采用中國市場可采購的多種非晶合金工業(yè)生產用原材料評價后發(fā)現(xiàn)，采用低純原料制備的樣品難以制備完全非晶合金帶材，熱處理后的性能也明顯低于專利中所描述的性能。

對于工業(yè)原料合金溶體中的Al₂O₃、TiO₂等難熔雜質，由于非晶合金帶材制備時時極易在噴嘴處結渣堵嘴，而且極易通過異質形核誘導晶化，因此必須除去。提高熔煉溫度等方法可降低難熔雜質的量，但同時極大的提高了能耗和爐襯的侵蝕，以及嚴重的燒損。

除渣的方法是冶金中常用的方法，在其他合金上已經(jīng)成熟，已經(jīng)有多項除渣劑、凈化劑、化渣劑方面的專利，例如日本專利JP2008231463A，JP2002105526中國專利CN101840764A，CN102383070A，但是這些專利不適合鐵基非晶合金。

安泰科技公司在中國專利CN102337485A中公布了一種非晶合金熔體的除渣劑，該除渣劑主要由氧化硅、氧化鈣、氧化硼、稀土元素和硅錳合金組成，該除渣機據(jù)報道可對Fe₇₈Si₉B₁₃合金中起到很好的除渣效果，但是由于含有稀土元素，顯然不適合本專利中含磷的高磁感強度非晶合金。因為不僅除渣機成本高，而且稀土本身會和磷結合形成難熔夾雜物。

中國專利CN105586548A公布了一種塊體非晶合金及其制備方法。該專利采用氧化鈣和氧化硼作為除渣劑，通過真空中熔煉凈化了熔體，提高了非晶形成能力，制備了具有高塑性的塊體非晶合金。本專利采用的除渣劑是冶金領域中常用的，價格低，無污染，易打渣，具有推廣意義；但是真空中熔煉是該專利的核心，這顯然也不適合非晶合金帶材的生產工藝要求。

綜上所述，目前市場上缺乏基于工業(yè)原材料和工業(yè)制帶工藝的高磁感應強度非晶軟磁合金及其制備方法。需要將我國的非晶合金生產用工業(yè)原料的純度情況，與經(jīng)濟實用鐵合金溶體凈化劑以及非晶合金帶材生產的工業(yè)結合起來，通過非晶合金主元調整、微量元素控制配合，開發(fā)新合金及制備工藝，解決當前高磁感應非晶合金的生產問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術問題在于提供了一種鐵基非晶合金及其制備方法，本申請?zhí)峁┑蔫F基非晶合金磁感應強度高、非晶形成能力強，且綜合磁性能優(yōu)異。

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N如式(I)所示的鐵基非晶合金，

Fe_aB_bSi_cC_dP_e(M_f)-O_g (I)；

其中，a、b、c、d、e與f分別表示對應組分的原子百子含量；82.9≤a≤84.9，8≤b≤14，3≤c≤5，2.3≤d≤4，0.5≤e≤1.4，f≤0.2，O在所述鐵基非晶合金中的濃度g為50ppm～230ppm，a+b+c+d+e+f＝100；

M為微量元素。

優(yōu)選的，所述C的原子百分含量為3.2≤d≤4。

優(yōu)選的，所述P的原子百分含量為0.7≤e≤1.2。

優(yōu)選的，所述O在所述鐵基非晶合金中的濃度g為80～200ppm。

優(yōu)選的，所述M選自Nb、Mo、Zr、Cr與Mn中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述鐵基非晶合金的化學組成如下式所示：Fe_83.5B_8.8Si₄C_2.5P_1.2-O_120×10^-6，F(xiàn)e_82.9B_9.4Si₃C₃P_0.7-O_110×10^-6，F(xiàn)e_83.3B₈Si₅C_2.3P_1.4-O_160×10^-6，F(xiàn)e₈₄B_8.9Si_3.8C_2.8P_0.5-O_130×10^-6，F(xiàn)e_84.4B_8.5Si₃C_3.4P_0.7-O_80×10^-6。

本申請還提供了上述方案所述的鐵基非晶合金的制備方法，包括以下步驟：

A)，按照式Fe_aB_bSi_cC_dP_e的鐵基非晶合金的原子百分比配料，將配料后的原料進行熔煉，在熔煉過程中原料熔化后加入除渣劑；

B)，取樣檢測熔煉后熔液中的氧含量，所述氧含量符合式(I)鐵基非晶合金的氧含量后進行制帶；

其中，a、b、c、d與e分別表示對應組分的原子百子含量；82.9≤a≤84.9，8≤b≤14，3≤c≤5，2.3≤d≤4，0.5≤e≤1.4，a+b+c+d+e＝100。

優(yōu)選的，所述除渣劑為質量比為(3～6)：1的B₂O₃和CaO。

優(yōu)選的，所述熔煉的時間為40～60min，溫度為1450～1530℃。

優(yōu)選的，所述制帶之后還包括：

將制帶得到的鐵基非晶合金帶材進行熱處理。

優(yōu)選的，所述熱處理的溫度為290～380℃，所述熱處理的保溫時間為5～300min。

優(yōu)選的，所述制帶得到的鐵基非晶合金的寬度為30mm，厚度為20～40μm。

本申請?zhí)峁┝艘环N如式Fe_aB_bSi_cC_dP_e(M_f)-O_g的鐵基非晶合金，其通過非晶合金主要元素的調整以及微量元素的控制配合，使鐵基非晶合金的磁感應強度高、非晶形成能力強；具體的，本申請采用高氧含量促進夾雜的高熔點氧化物團聚析出；鐵基非晶合金中降低了P含量，使氧化物夾雜析出的難度降低，提高碳含量可調節(jié)氧含量；因此，本申請最佳含量范圍內的氧促進了氧化物團聚析出，且與其它元素配合使鐵基非晶合金的磁感應強度高、非晶形成能力強，且綜合磁性能優(yōu)異。

進一步的，本申請優(yōu)選采用B₂O₃與CaO作為除渣劑，其可調節(jié)非晶合金中的氧含量，還可吸附并凈化鋼液中難熔夾雜物顆粒，使鐵基非晶合金的性能較好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例除渣劑凈化后帶材的XRD圖；

圖2是本發(fā)明實施例2除渣劑凈化前后帶材的XRD圖；

圖3是本發(fā)明對比例典型成分所制備帶材的X射線衍射分析圖；

圖4是本發(fā)明實施例2母合金凈化前后DSC凝固曲線；

圖5是本發(fā)明實施例2凈化前后制備帶材的DSC曲線；

圖6是本發(fā)明實施例2凈化前后制備帶材的磁性能隨熱處理溫度變化關系曲線圖；

圖7為本發(fā)明實施例2凈化后熱處理后帶材的磁化曲線局部放大圖；

圖8是本發(fā)明實施例2熱處理后的有效磁導率隨頻率的變化曲線圖；

圖9是本發(fā)明熔體凈化的原理圖。

具體實施方式

為了進一步理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權利要求的限制。

本發(fā)明實施例公開了一種如式(I)所示的鐵基非晶合金，

Fe_aB_bSi_cC_dP_e(M_f)-O_g (I)；

其中，a、b、c、d、e與f分別表示對應組分的原子百子含量；82.9≤a≤84.9，8≤b≤14，3≤c≤5，2.3≤d≤4，0.5≤e≤1.4，f≤0.2，O在所述鐵基非晶合金中的濃度g為50～230ppm，a+b+c+d+e+f＝100；

M為微量元素。

本申請?zhí)峁┝艘环N鐵基非晶合金，其通過非晶合金主要元素的調整，微量元素控制配合，使非晶合金的磁感應強度高，非晶形成能力強，綜合磁性能優(yōu)異。

本發(fā)明中，所述鐵基非晶合金的表達式為Fe_aB_bSi_cC_dP_e(M_f)-O_g，其中，a、b、c、d、e和f分別為對應元素的原子百分含量，與g非同一數(shù)量級，且a+b+c+d+e+f＝100；M為工業(yè)原料中的微量元素、雜質元素或不明顯改變合金性能的元素，其可選自Nb、Mo、Zr、Cr和Mn中的一種或多種。

具體的，本申請所述鐵基非晶合金中的Fe為磁性元素，其為基礎元素，本申請中所述Fe的原子百分含量為82.9～84.9，在實施例中，所述Fe的原子百分含量為：83.0、83.3、83.5、83.8、83.9、84.0、84.1、84.2、84.5、84.7或84.9。所述鐵基非晶合金中必須含有較高的Fe含量，才能保證鐵基非晶合金具有高磁感應強度，鐵含量較高還有利于提高熱處理后的非晶合金的韌性，但是過高含量的Fe則會導致非晶形成能力明顯下降。

本申請中的B、Si、C和P作為非晶形成元素，上述元素與Fe元素間有很大的負混合焓，各元素與Fe元素原子半徑差別大，組合添加并通過調整各種元素的成分使其接近共晶點，最終有利于獲得高非晶形成能力。

具體的，Si以固溶體的形式存在于合金凈化析出相中，可降低非晶合金的熔點，提高熔體的流動性，從而提高非晶形成能力，利于非晶合金帶材的制備；還可提高非晶合金的電阻率，降低損耗；所述Si的原子百分含量的范圍為3～5，在實施例中，所述Si的原子百分含量為3.2、3.5、3.8、4.0、4.2、4.5、4.6、4.8或5.0。

B是一種小原子，是鐵基非晶合金中不可缺少的非晶形成元素；其原子百分含量為8～14，在實施例中，所述B的含量為8～10，具體的，所述B的原子百分含量為8.0、8.2、8.5、8.8、8.9、9.0、9.2、9.5或9.8。

P也是一種重要的非晶形成元素，其可提高過冷液相區(qū)的穩(wěn)定性；由于工業(yè)磷鐵中的雜質較多，磷可增加氧化物夾雜析出的難度，則本申請降低了磷的含量，使氧化物夾雜析出的難度降低；其原子百分含量為0.5～1.4，在實施例中，所述P的原子百分含量為0.7～1.2，具體的，所述P的原子百分含量為0.7、0.8、1.0、1.2或1.4。

C是半徑較小的小原子，其添加有利于提高非晶合金的原子失配比，有利于獲得高非晶形成能力，同時碳在熔液中起到調節(jié)氧含量的作用；其原子百分含量為2.4～4，在實施例中，所述C的原子百分含量為3.2～4，具體的，所述C的含量為3.2、3.4、3.5、3.8或4。

氧元素為本鐵基非晶合金的關鍵元素，雖含量較少，但其可促進大尺寸夾雜物團聚并上浮析出，最終提高非晶合金的性能；其在鐵基非晶合金中的濃度g為50～230ppm，在具體實施例中，所述O的濃度為80～200ppm；示例的，所述O的濃度為90ppm、110ppm、130ppm、140ppm、160ppm、190ppm或200ppm。本申請所述g是指氧元素在鐵基非晶合金中的質量分數(shù)。

本申請還提供了上述鐵基非晶合金的制備方法，包括以下步驟：

A)，按照式Fe_aB_bSi_cC_dP_e鐵基非晶合金的原子百分比配料，將配料后的原料進行熔煉，在熔煉過程中原料熔化后加入除渣劑；

B)，取樣檢測熔煉后熔液中的氧含量，所述氧含量符合式(I)鐵基非晶合金的氧含量后進行制帶。

在制備鐵基非晶合金的過程中，鐵基非晶合金中的Fe元素以工業(yè)純鐵為原料，B元素以工業(yè)硼鐵合金為原料，Si元素以工業(yè)硅為原料，P元素以工業(yè)磷鐵為原料，C元素以碳?；蜩T鐵為原料，O存在于鋼水熔煉過程中。上述原料按照式(I)的原子百分含量進行配料，配料得到Fe_aB_bSi_cC_dP_e合金錠。在配料之后，將上述合金錠進行熔煉，所述熔煉為本領域技術人員熟知的熔煉過程，對此本申請對其技術手段不進行特別的限制。示例的，所述熔煉采用工業(yè)常用非真空感應熔煉爐中熔煉上述配料后的母合金。

在熔煉的過程中，本申請采用了除渣劑(保護渣)，其一方面可調節(jié)合金中的氧含量，同時可吸附并凈化鋼液中的難熔夾雜物顆粒。所述除渣劑為質量比為(3～6)：1的B₂O₃和CaO；試驗結果表明，所述除渣劑不僅可凈化鋼液中的難熔夾雜物，其還與非晶合金中各種組分相配合，以利于形成非晶合金，提高非晶形成能力。所述熔煉的溫度優(yōu)選為1450～1530℃，所述熔煉的時間優(yōu)選為40～60min。

在熔煉的過程中需要取樣檢測熔煉后熔液中的氧含量，在氧含量符合本申請非晶合金的氧含量之后則進行制帶。所述制帶工藝采用工業(yè)用單輥制帶機制備帶材，具體的，將熔融合金液通過一定形狀的噴嘴噴射到25～30m/s旋轉的銅輥上，制備出寬度為30mm，厚度為20～40μm的鐵基非晶合金帶材。

為了進一步檢測鐵基非晶合金的磁性能，本申請在得到非晶合金帶材之后優(yōu)選將其進行熱處理，所述熱處理的溫度為290～380℃，所述熱處理的保溫時間為5～300min。

本申請?zhí)峁┝艘环N鐵基非晶合金，其通過在其中添加Fe、Si、P、C、B與O，通過非晶合金主要元素調整與微量元素控制配合，且熔煉工藝與微量元素控制相結合的方式，提供了一種成分合理、磁感應強度高、非晶形成能力強、綜合性能優(yōu)異以及熱處理樣品韌性好的鐵基非晶軟磁合金。

本發(fā)明基于工業(yè)用原材料和生產工藝，設計合金成分，合金符合工業(yè)生產需求，生產成本低；采用的常規(guī)的冶金工業(yè)除渣劑，配合合金成分和熔煉工藝調整，借助適當提高氧含量控制合金熔體中的難熔雜質顆粒含量，可操作性強，工藝簡單，成本低；具有較強的非晶形成能力，采用單輥快淬法可形成完全非晶合金的帶材臨界厚度≥55mm；本發(fā)明的鐵基非晶合金具有優(yōu)異的軟磁性能，磁感應強度≥1.65T，矯頑力≤3.5A/m，部分合金材料磁感應強度≥1.68T。

為了進一步理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明提供的鐵基非晶合金及其制備進行詳細說明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。

實施例

采用普通工業(yè)原料，熔煉組分為Fe_aB_bSi_cC_dP_eM_f合金，M元素為Fe、Si、B、P和C元素添加時原料中的雜質，不考慮其種類和含量f的影響，只將其作為整體考慮對合金的性能影響。

將配比好的原料Fe_aB_bSi_cC_dP_eM_f合金錠放入感應熔煉爐，熔化后加入B₂O₃和CaO除渣劑進行凈化，除渣劑具體如表1所示，于1450℃熔煉60min，使合金原料熔煉成均勻的鋼液；

取樣檢測氧含量，達到表1氧含量的設定值后，將熔融合金通過一定形狀的噴嘴噴射到25～30m/s旋轉的銅輥上，制備出寬度30mm，厚度20～40μm的合金帶，采用XRD確定合金帶為非晶態(tài)結構；

選用290～360℃在常規(guī)馬弗爐中進行1h等溫退火處理，得到鐵基非晶合金。

在Fe、B、Si、C與P原子百分比含量與O的質量分數(shù)均不同的情況下，按照上述方法制備不同的非晶合金帶材；采用同樣設備、工藝和原材料制備的對比例高磷低碳非晶合金，具體如表1所示。

采用條帶測試熱處理后樣品的磁性能和熱處理前后帶材的韌性；采用差示掃描量熱法獲得上述制備得到的非晶合金的熱力學參數(shù)(包括非晶的居里溫度T_c、起始晶化溫度T_x1和液相線溫度T_l)；采用B-H磁滯回線儀測試非晶合金的矯頑力；采用阻抗分析儀測試條帶樣品的有效磁導率(μ_e)；采用振動樣品磁強計測試樣品的磁感應強度。

系統(tǒng)評價不同類金屬元素含量和氧含量合金的制帶順行性和帶材微觀組織結構，并與對比例合金進行對比，對比結果如表1所示。Fe_aB_bSi_cC_dP_eM_f合金在本發(fā)明成分范圍內具有強非晶形成能力，所制備厚度為20～40um的寬帶均為非晶結構，如圖1所示。同時熔體中渣量小，熔體純凈度高，200kg每爐帶材制備過程中無堵嘴情況，制帶順行性好。與對比例中高磷低碳含量合金相比，本發(fā)明中的合金是制帶順行性明顯更好，這說明本發(fā)明合金工業(yè)生產的可行性。

圖2對比了本發(fā)明合金采用B₂O₃和CaO除渣劑凈化熔體前后帶材的XRD圖，熔體凈化前帶材的XRD有明顯的晶化峰，凈化后制備的帶材為完全非晶結構，說明本發(fā)明合金成分設計的合理性，以及配套凈化熔煉工藝的有效性。凈化后合金的強非晶形成能力使合金可在現(xiàn)有非晶帶材生產設備和工藝基礎上實現(xiàn)規(guī)?；a，并可保證產品的優(yōu)異磁性能和性能一致性。

表1實施例與對比例制備的非晶合金的非晶狀態(tài)數(shù)據(jù)表

采用同樣設備、工藝和原材料制備的對比例高磷低碳非晶合金的XRD曲線見圖3，由圖3可知，無論是否采取熔體凈化，帶材都有晶化峰，而且磷含量越高，越不利于熔體晶化。這也充分證明了本專利根據(jù)工業(yè)原料的純度調整合金成分，并配合適當?shù)某に噧艋垠w的有效性和必要性。

凈化前后合金的凝固過程研究表明，本申請的鐵基非晶合金凈化后具有更低的液相線溫度，具體如表2所示。圖4是本發(fā)明實施例2凈化前后合金的凝固過程DSC曲線，由圖4可知，較低的液相線溫度不僅有利于合金獲得較高的非晶形成能力，而且對于降低生產中的能耗并延長耐火材料使用壽命具有重要意義。

不同成分的非晶合金的晶化過程研究表明，本申請的鐵基非晶合金具有更高的居里溫度(T_c)和晶化溫度(T_x1)，同時，晶化溫度和居里溫度之間的溫度區(qū)間(T_x1-T_c)較大。圖5是本發(fā)明實施例2凈化前后熔體制備的DSC曲線，居里溫度(T_c)和晶化溫度(T_x1)的統(tǒng)計結果列于表2。居里溫度(T_c)和晶化溫度(T_x1)共同決定熱處理的溫度區(qū)間，盡管凈化后居里溫度(T_c)和晶化溫度(T_x1)有所升高，但是依然保持較低值，這有利于應力釋放，利于降低最佳熱處理的溫度，獲得韌性好的熱處理樣品，較低的最佳熱處理溫度極大降低了熱處理過程中的能耗并對于延長熱處理設備壽命有利。同時，實施例合金較大的晶化溫度和居里溫度之間的溫度區(qū)間(T_x1-T_c)保證了帶材繞制成鐵芯應用時足夠的熱處理的工藝范圍和性能均勻性。

表2實施例與對比例的非晶合金的熱力學參數(shù)和磁性能數(shù)據(jù)表

注：T_c-居里溫度；T_x1-晶化溫度；T_l-液相線溫度；B_s-磁感應強度；H_c-矯頑力；μ_е-有效磁導率(1kHz下)。

不同成分非晶合金熱處理后樣品的磁性能匯總于表2，本發(fā)明合金具有較高的磁感應強度(1.66～1.69T)，高于規(guī)?；a和推廣的FeSiB合金、FeSiBC合金。同時由于熱處理后的樣品內雜質含量低，應力充分釋放，磁疇釘扎點減少，本發(fā)明合金的軟磁性能更加優(yōu)異，表現(xiàn)在更低的矯頑力和更高的磁導率方面。優(yōu)異的磁性能進一步說明本發(fā)明合金的先進性，對于其推廣應用具有重要意義。

圖6是本發(fā)明實施例2凈化后制備完全非晶合金帶材熱處理前后的磁化曲線；顯然，熱處理前后帶材的磁化曲線都很標準，本發(fā)明合金的磁性能優(yōu)異，飽和磁感應強度超過1.65T。圖7為熱處理后帶材的磁化曲線局部放大，很顯然本發(fā)明合金的矯頑力低，僅有2.0A/m。本發(fā)明非晶軟磁合金優(yōu)異的磁性能源于其強非晶形成能力、純凈的熔體和低雜質含量。

圖8是本發(fā)明實施例2退火后的有效磁導率隨頻率的變化關系，顯然，本發(fā)明合金在大頻率范圍內保持高矯頑力，明顯優(yōu)于對比例合金。

圖9揭示了本發(fā)明合金成分優(yōu)化、除渣劑凈化熔體以及調整氧含量的工藝原理，提高熔體中的氧含量有利于熔體中細小的雜質氧化長大和上浮，并被除渣劑吸附，達到了熔體凈化的目的。因此制帶的過程中，氧化物雜質的影響也就被消除了。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。