CN101956052A

CN101956052A - 一种非晶和/或纳米晶铁心的应力热处理装置及方法

Info

Publication number: CN101956052A
Application number: CN 201010299496
Authority: CN
Inventors: 王立军
Original assignee: Advanced Technology and Materials Co Ltd
Current assignee: Advanced Technology and Materials Co Ltd
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2030-10-08
Also published as: CN101956052B

Abstract

本发明公开了一种非晶和/或纳米晶铁心的应力热处理装置及方法，该装置包括至少一个绕制非晶和/或纳米晶合金带铁心的组合式内芯，所述组合式内芯由互相匹配的第一半芯(1)和第二半芯(2)组成，所述两个半芯可沿切割面(6)进行滑移，使得该组合式内芯的有效外周长是可调整的。在热处理时可以通过外力来施加张应力，也可以利用非晶相向纳米晶相转变的相变体积收缩产生应力使纳米晶合金铁心自施加应力，产生蠕变单轴各项异性并得到扁平的磁滞回线；通过调整不同的滑动角α分别满足纳米晶合金、非晶合金铁心的热处理工艺要求并获得相应的磁性能。本发明具有简单、节能、热处理设备简化的优点。

Description

一种非晶和/或纳米晶铁心的应力热处理装置及方法

技术领域

本发明涉及精密合金热处理技术领域，具体涉及一种非晶和/或纳米晶铁心的应力热处理装置，进一步涉及通过热处理时施加应力而产生蠕变各向异性，产生合适大小和方向的单轴各向异性来调整铁心的磁性能的方法。

背景技术

非晶和纳米晶合金软磁材料是近20年发展起来的新型软磁材料，该合金已经取代了大部分高Ni含量的Ni-Fe坡莫软磁合金，在一些硅钢和铁氧体不能胜任新应用领域得到越来越多的应用。2010年世界范围内的总产销量达到10万吨，中国约使用4万吨。这类软磁合金磁性能优异，制造工艺流程短，制造和使用过程节能且对环境友好，在能源和环保问题日益突出的当今和未来阶段，这种新材料将会得到人们更多的关注和喜爱。

目前这类材料大部分以20～40微米厚薄带的形式生产和使用，不同宽度的带材可以直接制备，或制备宽带再剪切分条获得窄带。一般带材绕制成铁心必需要经过热处理来提高磁性能。为更有效地调整材料的磁滞回线，经常采用磁场热处理的办法，即在热处理时施加磁场来调整磁滞回线。比如：通过热处理时施加横向磁场来获得扁平磁滞回线；或通过施加纵向磁场来获得方形磁滞回线等。磁场热处理调整磁滞回线的原理是磁场热处理可以产生单轴磁各向异性。由于应用条件的多样性，大部分情况下都需要通过施加不同方向和大小的磁场，以获得不同方向和大小的单轴磁各向异性，来得到相应的磁滞回线形状和需要的磁性能。中国专利申请No.200910039582.3“在横向磁场下软磁卷绕铁心的热处理设备及方法”提供一种采用永磁体产生横向磁场的热处理装置；本申请人的中国专利ZL96106793.4“软磁铁芯元件及其制造方法”介绍了一种采用横向磁场调整铁心磁滞回线形状的热处理方法。由于磁场热处理需要有比较强的磁场发生器，这使磁场热处理设备庞大而复杂，而且还需要铜线圈和大电流来产生磁场，这需要使用大量铜，还要浪费大量电能，使得热处理的成本很高。或者通过大块的永磁体来产生磁场，但是永磁体又受到磁场范围和工作温度的限制，因此目前永磁体施加磁场热处理的方法还没有得到普遍应用。

研究发现，在非晶和纳米晶软磁合金材料中，无论在非晶态、纳米晶态以及两相混合态下保温热处理、还是在非晶态向纳米晶态转变的热处理过程中，应力都将产生相应的蠕变感生磁各向异性，这种磁各向异性是单轴的。也就是说这类材料在应力热处理过程中，应力除了通过磁滞伸缩耦合产生磁各向异性外，还可以通过机械蠕变变形来感生磁各向异性。这种单轴各向异性的数量级很大，超过由磁场感生的单轴磁各向异性。本发明就是利用这种原理制造非晶和纳米晶合金软磁铁心。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种性能优异的非晶和(或)纳米晶软磁合金带绕铁心，在热处理时对铁心施加应力，以产生相应的蠕变单轴磁各向异性，通过各向异性调整铁心材料本身的磁滞回线形状，达到大幅度调整铁心的磁性能的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种非晶和/或纳米晶铁心的应力热处理装置，包括绕制非晶和/或纳米晶合金带铁心的组合式内芯，该装置包括至少一个组合式内芯，所述组合式内芯由互相匹配的第一半芯1和第二半芯2组成，所述两个半芯可沿切割面6进行滑移，使得该组合式内芯的有效外周长是可调整的。

第一半芯1和第二半芯2的接触面为一个平面的切割面6，所述切割面6通过整体内芯的几何中心并与内芯的轴线成一个滑动角α。

两个半芯通过沿切割面6进行滑移，使得整个组合式内芯的有效外周长可以调整。

组合式内芯的滑动角α为3°～75°。

在进行由非晶转化为纳米晶合金的张应力退火时，该装置包括一个或多个组合式内芯，每对内芯的第一半芯和第二半芯互相固定，其滑动角α为3°～10°，使得退火结束时顺利将铁心和内芯分离。

在进行纳米晶合金铁心去应力退火时，对于内径大于100mm的铁心，退火开始时组合式内芯的滑动角α为45°～75°，同时组合式内芯的高度高出铁心8～30mm以上，使得随退火产生的张应力作用于两个半芯，两个半芯受到挤压沿着切割面6滑动，内芯的有效外周长减小，以避免相变体积收缩在铁心中产生张应力。

在进行非晶态合金铁心消除应力退火时，将合金薄带分别绕制在多个层叠布置的组合式内芯上，各个组合式内芯的滑动角α为15°～40°，第一半芯1两两平面接触，对应的两个第二半芯2的平面互相隔开，第二半芯2端部平面伸出绕制铁心和第一半芯1组成的平面8～30mm，在相邻两铁心之间有一个金属垫圈5支撑。

一种非晶和/或纳米晶铁心的应力热处理方法，是将所述非晶和/或纳米晶铁心的合金薄带绕制在至少一个组合式内芯上，热处理时通过所述组合式内芯与铁心的相互作用对铁心施加张应力或吸收铁心产生的张应力；所述组合式内芯由互相匹配的第一半芯1和第二半芯2组成，所述两个半芯沿切割面6可进行滑移，使得该组合式内芯的有效外周长是可调整的。

张应力的施加，是通过以下的方法实现的：

a)在进行由非晶转化为纳米晶合金的张应力退火时，将合金薄带绕制在一个或多个组合式内芯上，其中每对内芯的第一半芯和第二半芯互相锁定，利用相变时铁心产生的体积收缩，内芯与铁心的相互作用实现内芯给铁心施加张应力，其滑动角α为3°～10°，使得退火结束时顺利将铁心和内芯分离；

b)在进行非晶态合金铁心消除应力退火时，铁芯无体积收缩，将合金薄带分别绕制在多个层叠布置的组合式内芯上，各个组合式内芯的滑动角α为15°～40°，两个相邻的第一半芯1端面相互靠紧，对应的两个第二半芯2的端平面互相隔开，第二半芯2端部平面伸出绕制铁心的端平面8～30mm，在相邻两铁心之间有一个金属垫圈5支撑。

在退火时对铁心的上下端面施加轴向压力F。

张应力的吸收，是对纳米晶合金铁心进行无应力退火时，对于内径大于100mm的铁心，退火开始时组合式内芯的有效外周长大于该内芯原始周长的2％～4％，滑动角α为45°～75°，同时组合式内芯一个半芯端面高出铁心端面8～30mm以上，使得随着退火产生的张应力作用于两个半芯，两个半芯受到挤压沿着切割面6滑动，内芯的有效外周长减小，避免相变体积收缩产生的张应力。

经该应力热处理后的铁心具有直流磁性能是：直流磁导率μ＝200～100000，饱和磁感Bs＝1.0～1.7T；具有的交流磁性能是：在f＝20KHz，Bm＝0.5T下，损耗值P_5/20K≤40w/kg，一般在25～35w/kg，磁导率μ＝μ₁+iμ₂，其中：μ₁＝100～30000，μ₂＝200～40000。

本发明提出的技术解决方案重点包括以下几个方面：

1、纳米晶合金带绕铁心的张应力热处理，张应力由相变产生的体积收缩引起，不需要额外施加机械力。

纳米晶合金是指含有特定元素的非晶合金，如含有Cu、Nb、Mo、Ta、Hf、Zr、V、W等中的至少一种，以Fe为基并含Si和/或B的合金，用急冷方法制成20～40微米厚的非晶态合金，再于晶化温度以上进行热处理，获得纳米级细小的α-Fe(Si)晶粒相和残余非晶相的混合结构的一类软磁合金。其微观结构为在体积百分数30％左右的非晶合金基体上分布着15～50nm数量级的细小α-Fe(Si)晶粒。非晶态到晶态的转变属于一级固态相变，相变时化学势相等，而化学势的一阶偏微商不相等，要发生体积变化，一般要产生1～3％的体积收缩。这种收缩导致铁心的周长长度减小，或铁心直径变小。如果将非晶状态的合金带紧密绕制在强度足够高的圆环形体内芯上，铁心连同内芯一起在铁心晶化温度以上保温热处理，铁心材料发生由非晶态向晶态的相转变，产生的体积收缩将使铁心沿长度方向收缩。这样在铁心中将产生比较大的张应力。在保温温度和张应力的共同作用下，铁心材料产生蠕变变形，铁心冷却后，感生出单轴磁各向异性，从而改变铁心磁性能。这就是本发明的技术方案依据的基本原理。

2、纳米晶合金带绕铁心的张应力热处理，自施加张应力的组合式内芯。

常规技术中，在进行非晶转化为纳米晶的张应力退火时，是将非晶状态的合金带铁心紧密绕制在强度足够高的一体化圆环体内芯上。在热处理时，非晶态向晶态的相变产生的体积收缩，形成张应力，达到应力热处理的效果。这样无论在高温还是室温，铁心都将紧紧箍住内芯，一体化结构的内芯是无法与铁心脱开的，要想将两者分开，只能破坏内芯。

本发明的技术关键之一就是提供一种简单、低成本组合式内芯，并通过这种内芯的使用，不仅可以实现纳米晶铁心张应力退火，而且可以顺利将铁心和内芯分离，同时还可以通过该内芯向铁心施加张应力；而最主要的目地是实现铁心自施加张应力，是充分利用了相变发生的体积变化来产生张应力，而不需要额外施加机械力。

在纳米晶合金的热处理中选用的组合内芯的滑动角α要取α＝3°～10°。从防止内芯滑动减压的角度看，α角越小越好，理论上α＝0°最理想，但是铁心体积收缩后，将无法使铁心和内芯脱开，这就是一体化内芯的情况。反之α角越大越有利于使铁心与内芯脱开分离；所以α角越大，在铁心相变收缩产生的强大压应力作用下，半芯越容易相互滑开而失去铁心自施加张力作用。

3、高磁导率铁心的热处理要消除蠕变各项异性的产生，就要避免铁心相变体积收缩而引起的张应力。

对需要得到高磁导率的铁心，需要进行由非晶态向纳米晶态的去应力热处理，例如电流互感器铁心等，必须尽量避免在热处理时的蠕变变形，使得该热处理为无应力退火，方可获得高的磁导率。具体方法是：铁心热处理时要处于自由状态，包括免除上下相互叠压、前后左右相互挤压、重力导致变形等；关键是避免铁心与支撑内芯间产生张应力，应留有足够的间隙，来释放1～3％体积收缩产生的应力。实施办法是铁心的直径大于整体支撑内芯直径的2％～4％。对于内径小于100mm的铁心可以不用支撑内芯，以减少内芯对铁心产生的应力。最主要的是使用本发明提供的组合式内芯，对于内径r大于100mm，壁薄的大尺寸铁心尤其有效。将纳米晶软磁薄带紧密绕制在本发明的组合式内芯上，这时组合式内芯的滑动角α取值：α＝45°～75°，同时组合式内芯的端平面要高出铁心5％-30％r(约8～30mm)以上，由于滑动角α比较大，两个半芯相互易于滑动。随着退火的进行，铁心相变时体积收缩产生的张应力挤压交错放置的两个半芯沿滑动面滑动，减小了组合式内芯的有效直径，既保持内芯对铁心的支撑作用，又释放了相变体积收缩产生的张应力。这样就获得高磁导率的铁心。这是纳米晶软磁合金制造高磁导率互感器铁心热处理的关键因素。半芯滑动和释放应力如图2B、图2C所示。

4、对非晶合金使用本发明的组合式内芯，对铁心施加径向应力，产生张应力，热处理获得蠕变各向异性，调整铁心的磁性能。

某些非晶合金的热处理仅仅是去应力退火，热处理不发生一级相变，也就没有体积变化，这类合金的热处理大都在晶化温度Tx以下保温。大部分的Fe基非晶、Co基非晶、Fe-Ni基非晶和Fe-Co基非晶都属于这类合金。过去要想得到单轴各向异性磁性能，主要使用磁场退火的办法来获得感生单轴各向异性。

本发明提出利用热处理时对组合内芯轴向施加外力，通过两个半芯沿滑移面滑移，增大内芯的有效周长，实现对非晶合金铁心的张应力施加，这种情况下滑动角α取值：α＝15°～40°。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明对铁心施加张应力进行热处理，可以获得更大的感生各向异性，各向异性场可以达到4000A/M，具有宽的恒导磁场范围。而横向磁场热处理的感生各向异性场＜100A/M，远小于本发明。这样张应力热处理可以得到更加低的磁导率和更大的线性磁导率磁场强度，最低有效直流磁导率达到200～2000。

2、本发明获得的铁心的磁导率调整范围大，直流磁导率200～100000，是其它方法不具备的优点。本发明同时具有剩磁低的特点，如Br≤0.2T。

3、本发明对铁心施加张应力进行热处理，获得感生各向异性，各向异性场强超过横向磁场热处理后所达到的各向异性场，获得扁平磁滞回线不需要施加磁场，可以节约磁场电流能耗和简化热处理设备。

4、本发明提供铁心可以自施加应力，不需要施加外力。对纳米晶软磁合金来讲，相变产生体积，利用这种收缩效应，可以使铁心在热处理时实现自我施加张应力，产生单轴各向异性。与现有技术相比，优点是节能、热处理装置简单、紧凑并且易于操作。

5、本发明通过设计不同的应力施加装置并施加不同大小的压力可以在非晶态合金铁心中产生不同大小的应力，方便取得所要求各项异性能，来控制铁心的磁滞回线形状和磁导率的大小。比现有技术用铁基非晶部分晶化法和切口法可以得到更低的磁导率。

附图说明

图1A为本发明为非晶、纳米晶合金铁心张应力热处理用组合内芯的立体图；

图1B为图1A的垂直纵截面图；

图2A为本发明纳米晶合金铁心自施加张应力内芯结构单元正视示意图；

图2B为图2A的A-A剖面图，所示两内芯滑动和分离后，释放应力状态；

图2C为图2A的A-A剖面图，所示两内芯贴合及两个半内芯的滑动倾向；

图3为N个纳米晶合金铁心批量应力热处理时，铁心和内芯组件的装配关系示意图，该结构由多个图2A所示结构单元组合而成；

图4为非晶合金铁心退火施加张应力示意图；

图5为非晶合金铁心无体积变化退火施加张应力方法示意图，该结构由多个图4所示结构单元组合而成；

图6为纳米晶Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_16.5B₆合金在1000Oe横向磁场和不同数值张应力作用下540℃保温1小时后的直流磁滞回线。

附图标记

1、第一半芯；2、第二半芯；3、带绕铁心；

3-1、铁心1；3-2、铁心2；3-3、铁心3；......；3-N、铁心N；

4、内芯；5、铁心间垫圈；

5-1、垫圈1；5-2、垫圈2；......；5-(N/2)、垫圈N/2；

6、滑动面；7、通过组合式内芯几何中心的垂直平面；8、加压力装置；

F、施加的轴向压力；α、滑动角；9、组合内芯的芯轴方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明：

一、提供一种新的非晶或纳米晶软磁合金带绕铁心的热处理方法，热处理时对铁心施加张应力和/或压应力F。对一个物体施加压应力要比施加张应力容易，因此本发明的一个主要技术关键为对铁心施加张应力的方法或在铁心中避免产生张应力的方法。要求有相对低的线性磁导率和低剩磁的铁心，要通过在带材长度方向施加张应力来进行热处理；由于蠕变各向异性与热处理时施加的应力的大小成正比，这样就可以通过施加不同大小的应力来获得较宽的磁导率调整范围。对要求高磁导率的铁心，热处理时就要避免产生应力，尤其要特别关注有相变体积变化的纳米晶软磁合金带绕铁心。

二、提供一种可以施加张应力的组合内芯，该内芯在外力的作用下，或不需要外力可以对铁心施加张应力进行热处理，进而获得所需要的单轴各向异性来达到调整磁性能的目的。本发明引入由两个半芯构成的组合式内芯。

图1A为非晶、纳米晶合金铁心张应力热处理用组合内芯的立体图，图1B为图1A的垂直纵截面图。如图所示，将一完整环形体内芯沿一切割平面6切割，形成两个单独的内芯——第一半芯1和第二半芯2。该切割面6通过整体环形体内芯的几何中心，且与过该几何中心并垂直于内芯端面的平面7之间形成二面角α，此处称为滑动角。滑动角α合适范围为：α＝3°～75°。合金带材紧密绕在该组合内芯上，在真空或保护性抗氧化气氛下，在晶化温度以上10-30℃(即340℃～650℃)晶化退火热处理0.1～10小时，该热处理引起非晶结构向晶态结构的转变，带绕铁心产生体积收缩和长度缩短，而内芯不收缩，内芯与铁心的相对运动相当于内芯给铁心施加张应力。保温和冷却结束后，受紧固力的两个半芯(1和2)沿着内芯轴向反向分离。之所以取α＝3°～75°，是因为α太小(极端情况为α＝0°)，内芯无法分离；α太大(α大于75°)，内芯自滑动分开，外径变小，张应力会消失，导致铁心自施加应力失败。

图2A为本发明提供的一种纳米晶合金铁心自施加张应力内芯结构单元正视示意图；如图所示将纳米晶合金带绕铁心3绕制在组合内芯上，形成一个结构单元，第一半芯1与第二半芯2可以在外力的作用下沿滑动面分离(如图2B所示)与贴合(如图2C所示)。多个这样的单元叠加后可以采用机械方法，如螺栓拉紧的方法并在轴向限制各个半芯的滑动，就形成本发明的非晶、纳米晶铁心相变自施加张应力热处理装置(如图3所示)。这个组合内芯结构特别适合热处理时有非晶结构向纳米晶结构转变的软磁合金带绕铁心，在热处理时不需要额外施加应力。

本发明提供的另一种方案是：通过外部施加压力使铁心沿带轴方向产生张应力。特别适合热处理时不产生体积收缩的非晶合金铁心退火热处理。这个内芯由两个半芯构成，两个半芯在不受外力时稳定交错放置，受到外力是可以沿滑动面滑动，滑动角α取α＝15°～40°，第二半芯2端面高出其上所绕铁心3端面和第一半芯1端面8～30mm，具体数值视铁心的大小而确定，铁心直径越大，高出尺寸越大。参见图4为非晶合金铁心退火施加张应力结构单元示意图；如图所示，两个带组合内芯的铁心3对扣，在两铁心之间有一个金属垫圈5支撑，组成一个结构单元。当对上下两个凸出的半内芯(即第一半芯1和第二半芯2)施加压力时，两个半芯沿滑动面相互滑动，内芯的周长增大，对铁心产生张应力。若干个上述单元构成批量应力热处理装置，如图5所示。

三、提供一种经上述技术方案获得的非晶和/或纳米晶软磁合金带绕铁心。铁心磁性能是：直流磁导率μ＝200～100000，损耗值：在f＝20KHz，Bm＝0.5T下，P_5/20K≤40w/kg，一般在25～35w/kg，磁导率μ＝μ₁+iμ₂，其中：μ₁＝100～30000，μ₂＝200～40000，饱和磁感：Bs＝1.0～1.7T。该铁芯的形状不仅可以是环形，也可以是矩形，三角形，跑道形及上述形状铁心的不同组合，单只铁心重量在5g～50000g之间。

图6为在张应力处理后铁心的磁滞回线与无磁场和经过横向磁场热处理后的静态DC磁滞回线比较。可见，应力热处理的单轴各向异性远远大于磁场热处理获得的单轴各向异性。

实施例1：

将成分(原子百分比)Fe73.5Cu1Nb3Si16.5B6的合金用单辊法制成宽20mm，厚25微米的非晶态合金，绕制成外径100mm，内径60mm，高20mm的环形体铁心，分别在1000Oe横向磁场和42MPa、90MPa张应力作用下，氮气保护540℃保温1小时后测得的直流磁滞回线示于图6中。表1为Fe73.5Cu1Nb3Si16.5B6(原子百分比)的合金在氮气保护540℃保温1小时，不同的处理条件测得的直流有效磁导率。

表1、不同处理条件下的直流有效磁导率

合金成分(原子百分比)	有效直流磁导率	附加处理条件
			Fe73.5Cu1Nb3Si16.5B6	44200	1000Oe横向磁场
Fe73.5Cu1Nb3Si16.5B6	2400	42MPa的张应力
			Fe73.5Cu1Nb3Si16.5B6	820	90MPa的张应力

实施例2：

将成分(原子百分比)Fe74.5Cu0.6Nb2.4Si13.5B9的合金用单辊法制成宽10mm，厚26微米的非晶态合金，绕制成外径50mm，内径30mm，高10mm的环形体铁心，分别在无磁场、1000Oe横向磁场和张应力作用下，氮气保护560℃保温0.5小时。张应力的施加采用图1A、图2A所示组合内芯，滑动角α＝8°，不施加外力，铁心自施加张应力，即铁心热处理晶化后周长收缩，使铁心中产生张应力。

用衰减振荡瞬态分析法测量铁心高频磁性能如表2。测试条件：f＝20kHz，Bm＝0.5T下的磁导率μ、剩磁比及损耗值。其中μ＝μ₁+iμ₂。

表2、Fe74.5Cu0.6Nb2.4Si13.5B9合金不同处理条件下的高频磁性能

实施例3：

将成分为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9(原子百分比)母合金用单辊法制成35mm宽、32微米厚的非晶态合金，分别在本发明的组合式内芯和对比例一体化内芯上绕制成外径240mm，内径185mm，高35mm的环形体铁心，组合式内芯结构如图2所示，滑动角α＝60°，在真空下560℃保温1小时。脱离内芯后，在原边1匝，副边4匝，原边中输入电流，测量副边的感应电压值如表3所示。

表3、成分为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9(原子百分比)合金制造互感器铁心，因不同的内芯得到不同的输出电压值。I(A)为原边输入电流，V(mv)为副边输出电压值。

Claims

1.一种非晶和/或纳米晶铁心的应力热处理装置，包括绕制非晶和/或纳米晶合金带铁心的组合式内芯，其特征在于：该装置包括至少一个组合式内芯，所述组合式内芯由互相匹配的第一半芯(1)和第二半芯(2)组成，所述两个半芯可沿切割面(6)进行滑移，使得该组合式内芯的有效外周长是可调整的。

2.如权利要求1所述的应力热处理装置，其特征在于：所述第一半芯(1)和第二半芯(2)的接触面为一个平面的切割面(6)，所述切割面(6)通过整体内芯的几何中心并与内芯的轴线成一个滑动角α。

3.如权利要求2所述的应力热处理装置，其特征在于：所述两个半芯通过沿切割面(6)进行滑移，使得整个组合式内芯的有效外周长可以调整。

4.如权利要求2所述的应力热处理装置，其特征在于：所述组合式内芯的滑动角α为3°～75°。

5.如权利要求3所述的应力热处理装置，其特征在于：在进行由非晶转化为纳米晶合金的张应力退火时，该装置包括一个或多个组合式内芯，每对内芯的第一半芯和第二半芯互相固定，其滑动角α为3°～10°，使得退火结束时顺利将铁心和内芯分离。

6.如权利要求3所述的应力热处理装置，其特征在于：在进行纳米晶合金铁心去应力退火时，对于内径大于100mm的铁心，退火开始时组合式内芯的滑动角α为45°～75°，同时组合式内芯的高度高出铁心8～30mm以上，使得随退火产生的张应力作用于两个半芯，两个半芯受到挤压沿着切割面(6)滑动，内芯的有效外周长减小，以避免相变体积收缩在铁心中产生张应力。

7.如权利要求3所述的应力热处理装置，其特征在于：在进行非晶态合金铁心消除应力退火时，将合金薄带分别绕制在多个层叠布置的组合式内芯上，各个组合式内芯的滑动角α为15°～40°，第一半芯(1)两两平面接触，对应的两个第二半芯(2)的平面互相隔开，第二半芯(2)端部平面伸出绕制铁心和第一半芯(1)组成的平面8～30mm，在相邻两铁心之间有一个金属垫圈(5)支撑。

8.一种非晶和/或纳米晶铁心的应力热处理方法，是将所述非晶和/或纳米晶铁心的合金薄带绕制在至少一个组合式内芯上，其特征在于：热处理时通过所述组合式内芯与铁心的相互作用对铁心施加张应力或吸收铁心产生的张应力；所述组合式内芯由互相匹配的第一半芯(1)和第二半芯(2)组成，所述两个半芯沿切割面(6)可进行滑移，使得该组合式内芯的有效外周长是可调整的。

9.如权利要求8所述的应力热处理方法，其特征在于：所述张应力的施加，是通过以下的方法实现的：

b)在进行非晶态合金铁心消除应力退火时，铁芯无体积收缩，将合金薄带分别绕制在多个层叠布置的组合式内芯上，各个组合式内芯的滑动角α为15°～40°，两个相邻的第一半芯(1)端面相互靠紧，对应的两个第二半芯(2)的端平面互相隔开，第二半芯(2)端部平面伸出绕制铁心的端平面8～30mm，在相邻两铁心之间有一个金属垫圈(5)支撑。

10.如权利要求9所述的应力热处理方法，其特征在于：在退火时对铁心的上下端面施加轴向压力F。

11.如权利要求9所述的应力热处理方法，其特征在于：所述张应力的吸收，是对纳米晶合金铁心进行无应力退火时，对于内径大于100mm的铁心，退火开始时组合式内芯的有效外周长大于该内芯原始周长的2％～4％，滑动角α为45°～75°，同时组合式内芯一个半芯端面高出铁心端面8～30mm以上，使得随着退火产生的张应力作用于两个半芯，两个半芯受到挤压沿着切割面(6)滑动，内芯的有效外周长减小，避免相变体积收缩产生的张应力。

12.如权利要求8所述的应力热处理方法，其特征在于：经该应力热处理后的铁心具有直流磁性能是：直流磁导率μ＝200～100000，饱和磁感Bs＝1.0～1.7T；具有的交流磁性能是：在f＝20KHz，Bm＝0.5T下，损耗值P_5/20K≤40w/kg，一般在25～35w/kg，磁导率μ＝μ₁+iμ₂，其中：μ₁＝100～30000，μ₂＝200～40000。