專利名稱：一種納米晶鐵基軟磁合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雙相納米晶軟磁合金，可以用于制造各種電源鐵芯及磁開關(guān)等。
雙相納米晶軟磁合金系指在確定溫度熱處理后，合金部分晶化，其組織為納米級晶體與剩余非晶相，正是這種特殊的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致此類合金具有優(yōu)異的軟磁性能。自Fe基高導(dǎo)磁率合金FeCuNbSiB被發(fā)現(xiàn)以來，國內(nèi)外開始采用這一系列的合金做為各種電源器件的主要選材，日本公開特許公報(bào)平3-197650對此類合金的元素構(gòu)成及含量有詳細(xì)的介紹。但是，這類材料無論在熱處理前后韌性很差，易脆，易碎，這是它們在工業(yè)應(yīng)用上的致命弱點(diǎn)，這一缺陷使它的應(yīng)用受到了很大限制。
本發(fā)明的目的在于不影響合金軟磁性能的前提下，提供一種具有良好韌性、加工性能明顯改善的新型高導(dǎo)磁率合金。
本發(fā)明合金的具體成分為(Wt％)0.9～5.0％Zr或Y，4～15％Nb，3～18％Si，1～5％B，余為Fe。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，新合金以Fe做為合金的基本元素，Si和B是形成非晶不可缺少的，它們的加入有助于合金的非晶化，Nb的作用在于提高合金的溫度穩(wěn)定性，降低合金的各向異性，并和Si，B一起做非晶穩(wěn)定成分。本發(fā)明的特點(diǎn)是以Zr和稀土元素Y完全取代了原合金的Cu元素，Zr與Y與鐵的親和能很小(小于Fe與Cu的親和能)，它們被排斥在FeSi相以外，象Cu所起的作用類似，形成促進(jìn)形核的區(qū)域。
本發(fā)明合金的冶煉方法如下除B以硼鐵合金的形式加入以外，各元素以單質(zhì)存在的方式在真空感應(yīng)爐中熔煉，單輥激冷法在輥速大于1000轉(zhuǎn)/分的條件下得到非晶薄帶，易于氧化是Zr和Y的特點(diǎn)，所以噴帶在高真空下進(jìn)行。熱處理及隨后的冷卻在H2的保護(hù)下進(jìn)行，所有靜態(tài)磁性能在室溫測得。帶厚20～30μm，用于磁測量的環(huán)狀樣品規(guī)格為20×25mm的環(huán)狀。
FeZrNbSiB和FeYNbSiB雙相納米晶合金其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度最大可達(dá)1.4～1.6特斯拉，矯頑力小于0.030Oe，弱場磁導(dǎo)率(0.4A/m即5mOe，f＝1KHz)在10000以上。
與FeCuNbSiB合金相比，本發(fā)明的特點(diǎn)在于新合金在保證軟磁性能的同時(shí)，極大的提高了材料的韌性，易卷取，不出現(xiàn)FeCu系常有的脆斷現(xiàn)象，真空下成帶容易，與銅輥有極好的浸潤，不出現(xiàn)表面晶化。在同樣的生產(chǎn)和處理?xiàng)l件下，F(xiàn)eYNbSiB合金的晶粒，其平均直徑比FeCu合金要小近10nm，即Y還有抑制晶粒長大的作用。
實(shí)施例。
采用真空感應(yīng)爐冶煉了本發(fā)明合金4爐，為了方便對比，在相同條件下冶煉了1爐FeCuNbSiB合金，其具體化學(xué)成分列于表1。熱處理溫度由鉑-銠熱電偶測得，矯頑力與弱場磁導(dǎo)率由沖擊法測得，H＝0.4A/m即5mOe，f＝1KHz，其值列于表2，比較非晶帶晶化前后彎折到脆斷的難易觀察4種新合金及對比合金的韌性，列于表3。
表1 本發(fā)明合金與FeCuNbSiB合金具體化學(xué)成分
表2 本發(fā)明和FeCuNbSiB合金的靜態(tài)性能參數(shù)
表3 本發(fā)明和FeCuNbSiB合金的韌性比較
權(quán)利要求
一種納米晶Fe基軟磁合金，其特征在于該合金的具體化學(xué)成分(重量％)為0.9～5.0％Zr或Y，4～15％Nb，3～18％Si，1～5％B，余為Fe。
全文摘要
本發(fā)明屬于雙相納米晶軟磁合金，可以用于制造各種電源鐵芯及磁開關(guān)等，該合金的具體化學(xué)成分(重量％)為0.9～5.0％Zr或Y，4～15％Nb，3～18％Si，1～5％B，余為Fe，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于不影響合金軟磁性能的前提下，具有良好韌性，加工性能得到明顯改善，克服了Fe基高導(dǎo)磁率合金FeCuNbSiB易脆、易碎的弱點(diǎn)。
文檔編號H01F1/14GK1162652SQ9612025
公開日1997年10月22日 申請日期1996年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月29日
發(fā)明者劉群先, 王新林, 李岫梅, 王崇愚 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院