專利名稱：漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種漏電保護(hù)器用電流互感器磁芯及其制造方法，尤其是一種具有納米晶和非晶混合組織的、具有抗直流偏磁能力的鐵基納米晶磁芯及其制造方法。
背景技術(shù)：
漏電保護(hù)器是一種廣泛使用的安全電器，其核心是電流互感器磁芯，其基本原理如圖1所示。該互感器磁芯1的初級(jí)線圈由相線2和零線3并繞而成，次級(jí)線圈4連接后續(xù)處理電路5。在正常情況下，流過(guò)磁芯初級(jí)線圈中相線2和零線3的電流大小相等、方向相反，它們?cè)诖判?中產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，磁芯不被磁化。當(dāng)漏電保護(hù)器后面的線路中存在漏電流時(shí)，必然造成流過(guò)磁芯初級(jí)線圈中相線2和零線3電流大小不相等，在磁芯1中產(chǎn)生的磁場(chǎng)不能相互抵消，此時(shí)磁芯1便被磁化，在次級(jí)線圈4中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓經(jīng)過(guò)后續(xù)處理再推動(dòng)脫扣器6動(dòng)作，斷開(kāi)線路。作為電流互感器磁芯，要求具有高的初始磁導(dǎo)率。坡莫合金、鐵鎳基非晶合金、鐵基納米晶合金都已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于這種互感器磁芯。
近年來(lái)，隨著電力電子設(shè)備的增多，尤其是大量整流、變頻和開(kāi)關(guān)電源設(shè)備的應(yīng)用，線路中的波形畸變?nèi)找鎳?yán)重，其中所包含的直流分量逐漸增大。另一方面，傳統(tǒng)的漏電保護(hù)器只對(duì)一般的正弦波電流起作用，如果漏電流中含有較大的直流電流分量，傳統(tǒng)的高磁導(dǎo)率互感器磁芯就會(huì)由于剩磁過(guò)高而不能輸出足夠的感應(yīng)電壓，嚴(yán)重時(shí)甚至磁化飽和，不能在次級(jí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，漏電保護(hù)器就失去了保護(hù)作用。因此，必須采取措施，使互感器磁芯在含有較大直流分量的漏電流作用下不至于被磁化飽和。為此，對(duì)普通正弦波、半波脈動(dòng)、全波脈動(dòng)等不同漏電流波形時(shí)漏電保護(hù)器的特性都作了規(guī)定。
為了解決含直流分量漏電流的檢測(cè)問(wèn)題，可以采用兼有低剩磁比和高磁導(dǎo)率的互感器磁芯，這種磁芯具有扁平的磁滯回線。磁芯具有高磁導(dǎo)率是為了在一定的正弦波漏電流下具有大的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量^B，以增大次級(jí)線圈的輸出信號(hào)；而低的剩磁比Br/Bs是為了防止磁芯磁化飽和，而且提高磁芯在半波脈動(dòng)和全波脈動(dòng)情況下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBstat和ΔBdyn，以增大次級(jí)輸出。中國(guó)專利CN96194187公開(kāi)了一種漏電保護(hù)裝置，它采用具有0.3以下的剩磁比、ΔBdyn＞0.7T的鐵基納米晶合金作為互感器磁芯，其磁芯材料成分為大于等于60％的鐵、0.5-2％的銅、2-5％的鈮、鎢、鉭、鋯等、5-14％的硼、14-17％的硅。該合金具有如下磁性能剩磁比＜0.3，ΔBdyn＞0.7T，ΔBdyn/^B＞0.7T。
但是，傳統(tǒng)的鐵基納米晶合金以及其它軟磁材料都存在一個(gè)缺陷低剩磁比和高磁導(dǎo)率這兩個(gè)磁性能指標(biāo)無(wú)法兼顧。這是因?yàn)?，作為抗直流分量的漏電保護(hù)器用互感器磁芯，首先要求它在正常的正弦波磁化條件下具有盡可能高的磁導(dǎo)率，以增強(qiáng)感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)，為了在含有直流分量的磁場(chǎng)磁化時(shí)不飽和，又必須同時(shí)具有扁平的磁滯回線，即低磁導(dǎo)率、低剩磁比。傳統(tǒng)的磁芯要同時(shí)滿足上述兩個(gè)互相矛盾的條件是比較困難的。例如，在上面提到的中國(guó)專利CN96194187中，為了兼顧正常的正弦波和直流分量情況下的指標(biāo)，采用的材料和熱處理制度只能使磁芯的剩磁比小于0.3。由于鐵基納米晶合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度一般在1.2T左右，這就意味著，傳統(tǒng)的鐵基納米晶合金制造上述互感器磁芯時(shí)的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br約為0.42T左右。這一方面導(dǎo)致磁芯總存在一部分磁感應(yīng)強(qiáng)度增量未被使用，造成了實(shí)際上的材料功能浪費(fèi)，增大了磁芯體積；另一方面互感器的檢測(cè)靈敏度較低，為后續(xù)的信號(hào)處理增加了難度。
發(fā)明目的及發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種新的鐵基納米晶合金制造的抗直流分量漏電保護(hù)器中互感器磁芯，它具有優(yōu)良的磁特性，尤其是在保持高磁導(dǎo)率的前提下具有更低的剩磁比和在正弦波、半波脈動(dòng)及全波脈動(dòng)條件下更高的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述抗直流分量漏電保護(hù)器中互感器的鐵基納米晶磁芯的應(yīng)力退火方法。
本發(fā)明的第三個(gè)目的在于得到一種高精度抗直流分量電流互感器磁芯的制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了如下技術(shù)方案一種漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯，該磁芯采用鐵基納米晶合金，所述鐵基納米晶合金的成分為(重量百分比)Fe 80％～85％，Si 7％～9％，B 1.5％～2.5％，Cu 1％～2％，M 4％～9％，M’0.0 1％～0.05％，其中，M為V，Cr，Mo，Nb，W，Ta，Mn中的一種或幾種，M’為Al、Ti的至少一種。
該鐵基納米晶合金環(huán)狀磁芯采用如下應(yīng)力退火方式將納米晶帶材在金屬芯子上卷繞成所需磁芯，然后將帶金屬芯子的磁芯在預(yù)定的溫度下退火預(yù)定的時(shí)間，所述的金屬芯子為紫銅、黃銅、青銅、鋁合金、純鐵或鋼中的一種或其組合。
所述的鐵基納米晶合金磁芯具有如下磁特性剩磁比Br/Bs(剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度與飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度之比)在0.002～0.1之間，初始磁導(dǎo)率μ0.08(在0.08A/m的磁化場(chǎng)下的磁導(dǎo)率)大于120000，矯頑力Hc小于0.5A/m；在10A/m磁場(chǎng)峰值下的正弦波磁感應(yīng)強(qiáng)度增量^B大于1.2T，半波脈動(dòng)條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBstat大于0.9T，全波脈動(dòng)條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBdyn大于0.8T。
一種漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯的制造方法，該磁芯采用鐵基納米晶合金，包括如下步驟母合金冶煉、制帶、卷繞和退火，其中所述的鐵基納米晶合金的成分為(重量百分比)Fe 80％～85％，Si 7％～9％，B 1.5％～2.5％，Cu 1％～2％，M 4％～9％，M’0.01％～0.05％，其中，M為V，Cr，Mo，Nb，W，Ta，Mn中的一種或幾種，M’為Al、Ti的至少一種；所述制帶步驟為將上述母合金溶成的鋼水制成厚度0.015～0.025毫米的連續(xù)非晶薄帶；所述的退火步驟為如下的應(yīng)力退火將納米晶帶材在金屬芯子上卷繞成所需磁芯，然后將帶金屬芯子的磁芯在510～580℃下退火預(yù)定的時(shí)間。
本發(fā)明提出的技術(shù)解決方案包括了以下幾個(gè)方面①在漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯的鐵基納米晶合金成分中，控制的加入改進(jìn)工藝性能的元素Al、Ti，②對(duì)于漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯采用獨(dú)特的應(yīng)力退火方法進(jìn)行熱處理。下面分別介紹1.在漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯的鐵基納米晶合金成分中，加入微量改進(jìn)工藝性能的元素Al和/或Ti根據(jù)本發(fā)明，提供一種以下的新型鐵基納米晶合金(重量百分比)Fe80-85Si7-9B1.5-2.5Cu1-2M4-9M’0.01-0.05其中，M為V，Cr，Mo，Nb，W，Ta，Mn中的一種或幾種，M’為Al、Ti的至少一種。在本發(fā)明的合金中，F(xiàn)e是基體元素，是獲得鐵磁性必不可少的，F(xiàn)e含量應(yīng)在80～85％之間。
Si和B等類金屬是非晶形成元素，是利用快速凝固技術(shù)得到非晶帶材的必要元素，Si的含量為7％～9％，B的含量為1.5％～2.5％。
Cu的添加是為了提高合金在熱處理時(shí)的晶化相形核率，Cu的含量為1％～2％。
M為V，Cr，Mo，Nb，W，Ta，Mn中的一種或幾種，其作用是阻止晶化相的晶粒長(zhǎng)大，保持納米晶組織特征，M的含量為4％～9％。
Al和/或Ti的微量加入可以顯著改善合金的工藝性能，M’的含量為0.01％～0.05％，是本發(fā)明必不可少的元素；Al和/或Ti的含量大于0.05％時(shí)，一方面會(huì)造成合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度下降過(guò)多，另一方面會(huì)使鋼液的表面張力增加過(guò)多，反而對(duì)制帶不利。Al和/或Ti的含量小于0.01％時(shí)，起不到上述作用。另外，Al和Ti的同時(shí)添加比單獨(dú)添加Al或Ti時(shí)具有更好的效果。
本發(fā)明的新型鐵基納米晶合金帶材的制備過(guò)程如下母合金冶煉將鐵、硅、硼鐵、電解銅、鈮鐵或純鈮等按照所要求的比例稱量，裝入真空感應(yīng)爐，在真空或者惰性氣體保護(hù)下冶煉母合金，形成鋼水熔液。
制帶將鋼水熔液導(dǎo)入底部帶有狹長(zhǎng)噴嘴的鋼水包中，鋼水噴射到快速運(yùn)動(dòng)的冷卻介質(zhì)上，形成厚度約0.015～0.025毫米的連續(xù)非晶薄帶。
本發(fā)明的一個(gè)必要條件是微量Al和/或Ti的加入，其作用是通過(guò)改善合金制帶時(shí)的工藝性能，從而降低矯頑力。
矯頑力是互感器磁芯的一個(gè)重要指標(biāo)。在漏電保護(hù)器的使用中，不可避免地會(huì)遇到偶然的大電流沖擊。為了保證磁芯在大電流沖擊后仍然能夠正常工作，必須盡可能使用低矯頑力的磁芯，以確保磁芯在大電流沖擊后恢復(fù)到磁中性狀態(tài)?，F(xiàn)有技術(shù)一般可以制造矯頑力在1A/m左右的鐵基納米晶合金磁芯。納米晶磁芯的矯頑力與卷繞磁芯所用的帶材的表面平整度有關(guān)。造成帶材表面不平整的主要原因之一是帶材制造過(guò)程中貼輥面氣泡的形成。由于常規(guī)的帶材制造過(guò)程是在空氣環(huán)境中進(jìn)行的，空氣會(huì)卷入鋼水與冷卻介質(zhì)之間的界面，形成氣泡。為了限制氣泡的形成，現(xiàn)有技術(shù)嘗試過(guò)采用還原性氣氛或真空制造帶材，但這使得設(shè)備和工藝復(fù)雜化，大大增加了帶材制造成本，不適于大量生產(chǎn)。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含有微量Al和/或Ti的鐵基納米晶合金在制帶時(shí)，這些元素的加入改變了鋼水的表面張力，阻止了氣泡的形成，而且這些容易氧化的元素能夠很快地吸收氣泡中的氧，形成表面氧化物，因此可以縮小貼輥面氣泡的尺寸?，F(xiàn)有技術(shù)可以制造有效表面粗糙度Ra(eff)(帶材上下表面粗糙度之和與帶材厚度之比)在2％～10％的帶材，而本發(fā)明的技術(shù)制造的帶材的Ra(eff)在1.5％以下。由于本發(fā)明的帶材表面更加平整，所卷繞磁芯的矯頑力在0.5A/m以下。
2.鐵基納米晶合金的應(yīng)力退火本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，退火制度的選擇對(duì)于本發(fā)明磁芯的磁特性有明顯影響。在現(xiàn)有技術(shù)中，鐵基納米晶合金一般在500～600℃退火。但是對(duì)于本發(fā)明的合金來(lái)說(shuō)，適用的退火溫度在510～580℃，最佳的退火溫度范圍在520℃～560℃之間。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)必要條件是將帶材卷繞成的磁芯在晶化溫度以上進(jìn)行應(yīng)力退火，其目的在于其一，使合金析出一定體積分?jǐn)?shù)的bcc相晶粒，形成納米晶和非晶的混合組織；其二，利用外部應(yīng)力使合金內(nèi)部形成沿磁芯軸向的應(yīng)力感生各向異性，使磁芯具有很低的剩磁比，進(jìn)而具有大的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了獲得低的剩磁比，納米晶磁芯一般都進(jìn)行橫向磁場(chǎng)退火。為了得到較好的磁場(chǎng)退火效果，磁芯退火一般要在1000A/m以上的橫向磁場(chǎng)中進(jìn)行，這就要求退火爐外面必須裝配一個(gè)巨大的螺線管，螺線管通常需要水冷。這樣，整個(gè)退火爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)很高。
已有研究工作表明，非晶納米晶合金的條帶在退火過(guò)程中施加拉應(yīng)力可以產(chǎn)生感生各向異性。但由于非晶納米晶合金一般都以環(huán)形磁芯的形式使用，上述施加拉應(yīng)力的方法不能適用。
為了使得磁芯在晶化退火過(guò)程中產(chǎn)生拉應(yīng)力，本發(fā)明采用將磁芯緊繞在金屬芯子上的方法。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，如果將納米晶磁芯卷繞在具有較大熱膨脹系數(shù)的金屬芯子上進(jìn)行晶化退火，由于退火過(guò)程中磁芯發(fā)生晶化，由無(wú)序的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方的納米晶粒，導(dǎo)致1％～2％的體積收縮，而金屬芯子沒(méi)有收縮現(xiàn)象，因此磁芯被緊緊地箍在芯子上，產(chǎn)生了一個(gè)沿圓周方向的拉應(yīng)力。這樣，磁芯相當(dāng)于進(jìn)行了應(yīng)力退火，因而具有低的剩磁比，產(chǎn)生了與橫向磁場(chǎng)退火相似的效果。作為卷繞鐵基納米晶合金環(huán)狀磁芯用的芯子，可以采用紫銅、黃銅、青銅、鋁合金、純鐵或鋼等材料。
經(jīng)過(guò)上述工藝，本發(fā)明的新型鐵基納米晶合金具有優(yōu)良的應(yīng)力退火效果。在最佳溫度(510～580℃)下退火30～60分鐘，磁芯的剩磁比Br/Bs(剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度與飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度之比)低于0.1，在0.002-0.1之間；初始磁導(dǎo)率μ0.08(在0.08A/m的磁化場(chǎng)下的磁導(dǎo)率)大于120000，使得磁芯保持了在正弦波磁化時(shí)的較大輸出，^B最大值大于1.2T，半波脈動(dòng)條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBstat大于0.9T，全波脈動(dòng)條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBdyn大于0.8T。。磁芯的剩磁比低于0.1，使半波脈動(dòng)磁化時(shí)的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBstat高達(dá)0.9T以上，全波脈動(dòng)磁化時(shí)的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBdyn高達(dá)0.8T以上。
下面結(jié)合圖表和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但這種說(shuō)明并不限制本發(fā)明的適用范圍。


圖1為漏電保護(hù)器基本原理圖。
圖2為本發(fā)明的Fe83.38Si7.8B1.9Cu1.2Nb5.7Al0.02Ti0.03制造的磁芯與作為比較例的Fe83.4Si7.8B1.9Cu1.3Nb5.6合金經(jīng)應(yīng)力退火后不同磁場(chǎng)強(qiáng)度幅值時(shí)的正弦波、半波脈動(dòng)和全波脈動(dòng)磁化時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量^B、ΔBstat和ΔBdyn對(duì)比。
具體實(shí)施例方式用鐵、硅、硼鐵、鈮鐵、電解銅、金屬鈰、鋁、鈦等配制Fe83.38Si7.8B1.9Cu1.2Nb5.7M’0.02成分(重量百分比)的母合金原材料(M’分別為Al和/或Ti)。為了便于對(duì)比，以現(xiàn)有技術(shù)的Fe83.4Si7.8B1.9Cu1.3Nb5.6作為比較例。用真空感應(yīng)爐熔煉上述成分的母合金，用快速凝固工藝(單輥急冷法)制備寬度為10毫米、厚度為0.020～0.025毫米的非晶帶材。將非晶帶材分別緊繞在外徑為20毫米的黃銅芯子上，卷繞成外徑25毫米、內(nèi)徑20毫米的圓環(huán)磁芯。將上述磁芯進(jìn)行550℃、30分鐘的應(yīng)力退火，用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣氛，保溫結(jié)束后隨爐冷卻。用沖擊法測(cè)量磁芯的初始磁導(dǎo)率、剩磁比、矯頑力和磁滯回線。表1為本發(fā)明的合金制造的磁芯與作為比較例的Fe83.4Si7.8B1.9Cu1.3Nb5.6合金經(jīng)橫向磁場(chǎng)退火后的初始磁導(dǎo)率、剩磁比和矯頑力的對(duì)比。用專用測(cè)量?jī)x測(cè)量磁芯在50Hz、不同磁場(chǎng)強(qiáng)度幅值時(shí)的正弦波、半波脈動(dòng)和全波脈動(dòng)時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量^B、ΔBstat和ΔBdyn，如圖2所示。可見(jiàn)，本實(shí)施例的新型鐵基納米晶合金具有比現(xiàn)有技術(shù)更佳的特性，尤其是在保證高磁導(dǎo)率(120000以上)的前提下剩磁比只有0.025以下，矯頑力僅有0.4A/m以下。其應(yīng)用于漏電保護(hù)器用互感器磁芯時(shí)的結(jié)果是在10A/m磁場(chǎng)峰值下的正弦波最大磁感應(yīng)強(qiáng)度增量^B達(dá)到1.22T，半波脈動(dòng)條件下的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBstat達(dá)到了0.95T，而全波脈動(dòng)條件下的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBdyn達(dá)到了0.81T。
表1實(shí)施例與比較例的化學(xué)成分、初始磁導(dǎo)率、剩磁比和矯頑力的對(duì)比

權(quán)利要求
1.一種漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯，該磁芯采用鐵基納米晶合金，其特征在于所述鐵基納米晶合金的成分為(重量百分比)Fe 80％～85％，Si7％～9％，B 1.5％～2.5％，Cu 1％～2％，M 4％～9％，M’0.01％～0.05％，其中，M為V，Cr，Mo，Nb，W，Ta，Mn中的一種或幾種，M’為Al、Ti的至少一種。
2.如權(quán)利要求1所述的漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯，其特征在于所述的鐵基納米晶合金環(huán)狀磁芯采用如下應(yīng)力退火方式將納米晶帶材在金屬芯子上卷繞成所需磁芯，然后將帶金屬芯子的磁芯在預(yù)定的溫度下退火預(yù)定的時(shí)間。
3.如權(quán)利要求2所述的漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯，其特征在于所述的金屬芯子為紫銅、黃銅、青銅、鋁合金、純鐵或鋼中的一種或其組合。
4.如權(quán)利要求1所述的抗直流偏磁漏電保護(hù)器用電流互感器磁芯，其特征在于所述的鐵基納米晶合金磁芯具有如下磁特性剩磁比Br/Bs(剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度與飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度之比)在0.002～0.1之間。
5.如權(quán)利要求1所述的抗直流偏磁漏電保護(hù)器用電流互感器磁芯，其特征在于所述的鐵基納米晶合金磁芯進(jìn)一步具有如下磁特性初始磁導(dǎo)率μ0.08(在0.08A/m的磁化場(chǎng)下的磁導(dǎo)率)大于120000。
6.如權(quán)利要求1所述的抗直流偏磁漏電保護(hù)器用電流互感器磁芯，其特征在于所述的鐵基納米晶合金磁芯進(jìn)一步具有如下磁特性矯頑力Hc小于0.5A/m。
7.如權(quán)利要求1所述的抗直流偏磁漏電保護(hù)器用電流互感器磁芯，其特征在于所述的鐵基納米晶合金磁芯進(jìn)一步具有如下磁特性在10A/m磁場(chǎng)峰值下的正弦波磁感應(yīng)強(qiáng)度增量^B大于1.2T，半波脈動(dòng)條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBstat大于0.9T，全波脈動(dòng)條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBdyn大于0.8T。
8.一種鐵基納米晶合金環(huán)狀磁芯的應(yīng)力退火方法，其特征在于在晶化退火過(guò)程中，將納米晶帶材在金屬芯子上卷繞成所需磁芯，然后將帶金屬芯子的磁芯在預(yù)定的溫度下退火預(yù)定的時(shí)間。
9.如權(quán)利要求8所述的鐵基納米晶合金環(huán)狀磁芯的應(yīng)力退火方法，其特征在于所述磁芯在510～580℃下退火10～120分鐘。
10.如權(quán)利要求8所述的鐵基納米晶合金環(huán)的應(yīng)力退火方法，其特征在于所述的金屬芯子為紫銅、黃銅、青銅、鋁合金、純鐵或鋼中的一種或其組合。
11.一種漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯的制造方法，該磁芯采用鐵基納米晶合金，包括如下步驟母合金冶煉、制帶、卷繞和退火，其特征在于所述的鐵基納米晶合金的成分為(重量百分比)Fe 80％～85％，Si 7％～9％，B 1.5％～2.5％，Cu 1％～2％，M 4％～9％，M’0.01％～0.05％，其中，M為V，Cr，Mo，Nb，W，Ta，Mn中的一種或幾種，M’為Al、Ti的至少一種；所述制帶步驟為將上述母合金溶成的鋼水制成厚度0.015～0.025毫米的連續(xù)非晶薄帶；所述的退火步驟為如下的應(yīng)力退火將納米晶帶材在金屬芯子上卷繞成所需磁芯，然后將帶金屬芯子的磁芯在510～580℃下退火預(yù)定的時(shí)間。
12.如權(quán)利要求11所述的漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯的制造方法，其特征在于所述的應(yīng)力退火使用的金屬芯子為紫銅、黃銅、青銅、鋁合金、純鐵或鋼中的一種或其組合。
13.如權(quán)利要求11所述的漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯的制造方法，其特征在于所述的鐵基納米晶合金磁芯具有如下磁特性剩磁比Br/Bs(剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度與飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度之比)在0.002～0.1之間。
14.如權(quán)利要求11所述的漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯的制造方法，其特征在于所述的鐵基納米晶合金磁芯進(jìn)一步具有如下磁特性初始磁導(dǎo)率μ0.08(在0.08A/m的磁化場(chǎng)下的磁導(dǎo)率)大于120000。
15.如權(quán)利要求11所述的漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯的制造方法，其特征在于所述的鐵基納米晶合金磁芯進(jìn)一步具有如下磁特性矯頑力Hc小于0.5A/m。
16.如權(quán)利要求11所述的漏電保護(hù)器用抗直流偏磁互感器磁芯的制造方法，其特征在于所述的鐵基納米晶合金磁芯進(jìn)一步具有如下磁特性在10A/m磁場(chǎng)峰值下的正弦波磁感應(yīng)強(qiáng)度增量^B大于1.2T，半波脈動(dòng)條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBstat大于0.9T，全波脈動(dòng)條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量ΔBdyn大于0.8T。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種漏電保護(hù)器用電流互感器磁芯及其制造方法，該磁芯采用鐵基納米晶合金，包括如下步驟母合金冶煉、制帶、卷繞和退火，所述的鐵基納米晶合金的成分為(重量百分比)Fe 80％～85％，Si 7％～9％，B 1.5％～2.5％，Cu 1％～2％，M 4％～9％，M’0.01％～0.05％，其中，M為V，Cr，Mo，Nb，W，Ta，Mn中的一種或幾種，M’為Al、Ti的至少一種；所述的退火步驟為如下的應(yīng)力退火將納米晶帶材在金屬芯子上卷繞成所需磁芯，然后將帶金屬芯子的磁芯在510～580℃下退火預(yù)定的時(shí)間。本發(fā)明得到的磁芯具有優(yōu)良的磁特性，尤其是在保持高磁導(dǎo)率的前提下具有更低的剩磁比和在正弦波、半波脈動(dòng)及全波脈動(dòng)條件下更高的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量。
文檔編號(hào)H01F27/24GK1710676SQ20051007741
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月23日
發(fā)明者丁力棟, 劉宗濱, 劉國(guó)棟, 羅福林, 安衛(wèi)亞 申請(qǐng)人:安泰科技股份有限公司, 鋼鐵研究總院