一種新型高電阻率晶態(tài)軟磁合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型高電阻率晶態(tài)軟磁合金。
【背景技術(shù)】
[0002]軟磁合金是指具有低矯頑力和高磁導(dǎo)率的一類合金。以組成合金的元素分，主要有工業(yè)純鐵、FeSi合金、FeNi合金、FeAl合金、FeSiAl合金及FeCo合金等；按結(jié)構(gòu)分有晶態(tài)和非晶態(tài)。此類合金可應(yīng)用于電磁鐵、極靴、磁導(dǎo)體、磁屏蔽、電機(jī)、變壓器鐵芯、繼電器鐵芯及濾波器等元件中。
[0003]軟磁合金多數(shù)情況下在交流磁化狀態(tài)下應(yīng)用，當(dāng)頻率較高時，會產(chǎn)生渦流損耗，導(dǎo)致合金發(fā)熱，溫度升高，磁性能降低。為了降低高頻下的渦流損耗，可以提高軟磁合金的電阻率或減小合金尺寸等。
[0004]具有高電阻率的軟磁合金主要有FeAl合金、FeSiAl合金及非晶態(tài)軟磁合金。非晶態(tài)軟磁合金雖具有高的電阻率，但無法加工制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大的塊狀零件。在晶態(tài)軟磁合金中，F(xiàn)eAl合金和FeSiAl合金具有高的電阻率，其中FeAl合金lJ12(FeA112% )和lJ16(FeA116% )的電阻率分別為1.0 μ Ω.πι和1.45μ Ω.m左右，但1J12合金的磁導(dǎo)率較低，特別是初始磁導(dǎo)率μ “太低，為0-2.0mH/m水平，μ α8為2.5-6.9mH/m的水平；1J16和FeSiAl合金的電阻率及磁性能較高，但飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度均低于1.0T0采用1J12UJ16及FeSiAl合金制作高速濾波器時，均無法滿足使用要求。
[0005]劉大均于1998年公開了一種高磁感應(yīng)強(qiáng)度高磁導(dǎo)率高電阻率低矯頑力低剩磁低材料密度軟磁合金棒材料(公開號CN1710941A)，主要成分為FeAl合金，在Al含量11-14%的基礎(chǔ)上，添加了 0-5%M(M選自S1、Mn、T1、V、Cr、Mo、Nb、Ge、R(稀土))合金元素，該合金經(jīng)真空熔煉、鍛造及熱處理后，性能可達(dá):Um = 48.6mH/m，電阻率為1.10μ Ω.πι ;2005年，劉大均又公開了一種軟磁合金棒料及制造工藝(公開號CN1718828A)，Al含量為11-14%的FeAl合金,經(jīng)真空熔煉、鍛造及熱處理后，性能可達(dá):μ ^ = 4.5mH/m, μ m = 53mH/m,電阻率為1.21 μ Ω.πι ;上述專利公開的兩種合金，其初始磁導(dǎo)率及最大磁導(dǎo)率均無法滿足高速濾波器的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種新型高電阻率、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高初始磁導(dǎo)率、高最大磁導(dǎo)率、高居里溫度的晶態(tài)軟磁合金材料，滿足高速濾波器的使用要求。
[0007]本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案:以FeAl合金為基礎(chǔ)，通過添加鐵磁性合金元素Co來提聞綜合性能。
[0008]Co，具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和高的居里溫度。在軟磁合金1J12的基礎(chǔ)上，添加含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％ )為1-3的Co元素后，使合金的電阻率、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、初始磁導(dǎo)率、最大磁導(dǎo)率及居里溫度增加。
[0009]新合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)為C彡0.02，Si彡0.20，Mn彡0.20，Al:11.5-12.5，,Co:1.0-3.0，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。合金經(jīng)真空熔煉，鍛造或熱軋到成品規(guī)格，在氫氣保護(hù)下進(jìn)行熱處理，熱處理制度為隨爐加熱到1150-1200°C保溫3-5小時，然后以50-200°C /h的冷卻速度冷卻至600-700°C，斷電爐冷至室溫，能獲得高的綜合性能(P 彡 1.15 μ Ω.m，Bs 彡 1.4T，μ 0 4 彡 6.0mH/m, μ m 彡 70mH/m, Tc 彡 600°C )。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點為在軟磁合金1J12的基礎(chǔ)上，添加含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％ )為1-3的Co元素后，合金的電阻率、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、初始磁導(dǎo)率、最大磁導(dǎo)率及居里溫度增加，有效降低了渦流損耗，減少發(fā)熱，提高了器件的穩(wěn)定性，滿足高速濾波器的使用要求。
【具體實施方式】
[0011]通過下列實施例進(jìn)一步說明發(fā)明的技術(shù)方案。
[0012]具體實施例1
[0013]化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為:C0.01、S1.10、Mn0.05、A111.8、Col.13，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。經(jīng)真空熔煉，鍛造，在氫氣保護(hù)下熱處理，熱處理制度為:隨爐加熱到1150°C，保溫5小時，然后以100°C /h的冷卻速度冷卻至700°C，斷電爐冷至室溫，得到棒材的性能為:P = 1.18 μ Ω.m, Bs = 1.412T, μ 0.4 = 6.53mH/m、μ m = 73.8mH/m, Tc =634。。。
[0014]具體實施例2
[0015]化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為:C0.008、S1.06、Mn0.19、A112.2、Col.95，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。經(jīng)真空熔煉，鍛造，在氫氣保護(hù)下熱處理，熱處理制度為:隨爐加熱到1180°C，保溫4小時，然后以150°C /h的冷卻速度冷卻至650°C，斷電爐冷至室溫，得到棒材的性能為:P = 1.19 μ Ω.m, Bs = 1.41T, μ 0 4 = 7.25mH/m、μ m = 74.33mH/m, Tc =644。。。
[0016]具體實施例3
[0017]化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為:C0.017、S1.18、Mn0.1UA111.9、Co2.63，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。經(jīng)真空熔煉，鍛造，在氫氣保護(hù)下熱處理，熱處理制度為:隨爐加熱到1200°C，保溫3小時，然后以100°C /h的冷卻速度冷卻至600°C，斷電爐冷至室溫，得到棒材的性能為:P = 1.21 μ Ω.m, Bs = 1.43T, μ 0.4 = 6.59mH/m、μ m = 75.3mH/m, Tc =646。。。
【主權(quán)項】
1.一種晶態(tài)軟磁合金，其特征在于:化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％ )為C < 0.02，Si < 0.20，Mn ( 0.20，Al:11.5?12.5，Co:1.0?3.0，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
2.一種如權(quán)利I所述的合金，經(jīng)真空熔煉、熱加工、氫氣保護(hù)氣氛下熱處理后，其性能特征在于:P 彡 1.15μ Ω.m，Bs 彡 1.4T，μα4 彡 6.0mH/m, 70mH/m, Tc 彡 60(TC。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同時具有高電阻率ρ、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs、高初始磁導(dǎo)率μ0.4、高最大磁導(dǎo)率μm及高居里溫度Tc的晶態(tài)軟磁合金材料，化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)為C≤0.02，Si≤0.20，Mn≤0.20，Al：11.5-12.5，Co：1.0-3.0，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，合金經(jīng)真空熔煉，鍛造或熱軋到成品規(guī)格，在氫氣保護(hù)下進(jìn)行熱處理，獲得高的綜合性能(ρ≥1.15μΩ·m，Bs≥1.4T，μ0.4≥6.0mH/m，μm≥70mH/m，Tc≥600℃)，可用于電磁鐵、陀螺儀、微電機(jī)、繼電器、濾波器等方面。
【IPC分類】H01F1-147, C22C38-10
【公開號】CN104762553
【申請?zhí)枴緾N201410214958
【發(fā)明人】雷成輝, 陳岳, 王兵, 徐明舟, 李堯, 張永躍
【申請人】北京北冶功能材料有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年5月21日