CN103334067B - Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带，其特征在于：其组成各元素的原子百分比为：Ti8-10、Ta4-6、Hf1-2、Nb0.06-0.08、V0.2-0.4、Mo1.5-1.8、Ga1.2-1.4、Fe余量。本发明制备非晶带材与常规的非晶带材制备方法相似，本申请以Ti-Ta-Hf为基础掺杂材料，添加V、Mo等其它成分，优化热处理工艺，明显改善非晶合金带材的应力分配，使得本发明非晶合金材料具有优良的韧性、良好的塑性、优异的软磁性能和良好的非晶形成能力，可广泛应用于各种非晶薄带圆环材料。

Description

Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带及其制备方法
技术领域
本发明涉及磁性功能材料领域，特别涉及一种性能优良的铁基非晶态合金薄带及其制备方法，可广泛用于各种非晶薄带圆环材料。
背景技术
现有变压器磁芯多采用硅钢片制作，其虽然具有较高的饱和磁感(2.0T)，但中频损耗大，能耗高。非晶合金开始用于变压器非晶薄带圆环材料，但其饱和磁感小于硅钢，应用受限，因此，开发一种具有高饱和磁感和低中频损耗的非晶合金薄带材料，是变压器非晶薄带圆环材料的研究重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带及其制备方法，其具有高饱和磁感和低中频损耗。
本发明提供了如下技术方案：
一种Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带，其特征在于：其组成各元素的原子百分比为：Ti8-10、Ta4-6、Hf1-2、Nb0.06-0.08、V0.2-0.4、Mo1.5-1.8、Ga1.2-1.4、Fe余量。
Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带的制备方法，包括按各元素原子百分比配料，加热到1200-1500℃，熔化并制备成熔融合金；在CO2和N2混合气氛保护下，将熔融合金喷射到铜辊上快速急冷，得到非晶态合金薄带并卷绕成圆环；混合气氛的比例CO2：N2=1：2-3；其特征在于：将得到的非晶薄带圆环放在第一热处理炉中，第一热处理炉中放置所述非晶薄带圆环的部分外加直流磁场，磁场大小40-50Oe；抽真空后至小于10Pa，再充氩气至0.4-0.5MPa，以4-6℃/分钟速率，升温至320-340℃，保温30-45分钟；然后将非晶薄带圆环放在第二热处理炉中，抽真空后至小于10Pa，第二热处理炉中放置所述非晶薄带圆环的部分外加纵向脉冲磁场，频率为2-8Hz，磁场强度0.2-0.5T；以10-12℃/分钟速率，升温至400-480℃，保温20-30分钟；停止加热，待非晶薄带圆环冷却至45℃以下，从热处理炉取出。
本发明制备非晶带材与常规的非晶带材制备方法相似，本申请以Ti-Ta-Hf为基础掺杂材料，添加V、Mo等其它成分，优化热处理工艺，明显改善非晶合金带材的应力分配，使得本发明非晶合金材料具有优良的韧性、良好的塑性、优异的软磁性能和良好的非晶形成能力，可广泛应用于各种非晶薄带圆环材料。
具体实施方式
一种Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带，其组成各元素的原子百分比为：Ti9、Ta5、Hf1、Nb0.08、V0.4、Mo1.5、Ga1.2、Fe余量。
Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带的制备方法，包括按各元素原子百分比配料，加热到1200-1500℃，熔化并制备成熔融合金；在CO2和N2混合气氛保护下，将熔融合金喷射到辊速为22-28m/s铜辊上快速急冷，得到宽度为5±0.2mm、厚度为28±5μm的非晶薄带。将非晶薄带卷绕成圆环，内径1厘米，外径2.5厘米；混合气氛的比例CO2：N2=1：2；本发明依次进行以下步骤：
将得到的非晶薄带圆环放在第一热处理炉中，第一热处理炉中放置所述非晶薄带圆环的部分外加直流磁场，磁场大小40-50Oe；抽真空后至小于10Pa，再充氩气至0.4-0.5MPa，以4-6℃/分钟速率，升温至320-340℃，保温30-45分钟；然后将非晶薄带圆环放在第二热处理炉中，抽真空后至小于10Pa，第二热处理炉中放置所述非晶薄带圆环的部分外加纵向脉冲磁场，频率为6Hz，磁场强度0.4-0.5T；以10-12℃/分钟速率，升温至460-480℃，保温20-25分钟；停止加热，待非晶薄带圆环冷却至45℃以下，从热处理炉取出。
性能检测：
测试条件为磁感1.1T，频率为50Hz，记为P11/50。合金的饱和磁感应强度Bs采用静态磁性能测量仪，以磁场为800A/m下的磁感应强度作为合金的饱和磁感应强度Bs，合金的矫顽力Hc采用B-H磁滞回线测试仪测得。
本发明饱和磁感应强度Bs为1.86T，矫顽力Hc均在2.9A/m，损耗P11/50在0.28W/kg，断裂应变εf在0.028以上，韧脆转变温度TDB均在150℃以上。

Claims (1)

1.一种Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带，其特征在于：其组成各元素的原子百分比为：Ti8-10、Ta4-6、Hf1-2、Nb0.06-0.08、V0.2-0.4、Mo1.5-1.8、Ga1.2-1.4、Fe余量；
所述Ti-Ta-Hf系铁基非晶合金薄带的制备方法，包括按各元素原子百分比配料，加热到1200-1500℃，熔化并制备成熔融合金；在CO2和N2混合气氛保护下，将熔融合金喷射到铜辊上快速急冷，得到非晶态合金薄带并卷绕成圆环；混合气氛的比例CO2：N2=1：2-3；将得到的非晶薄带圆环放在第一热处理炉中，第一热处理炉中放置所述非晶薄带圆环的部分外加直流磁场，磁场大小40-50Oe；抽真空后至小于10Pa，再充氩气至0.4-0.5MPa，以4-6℃/分钟速率，升温至320-340℃，保温30-45分钟；然后将非晶薄带圆环放在第二热处理炉中，抽真空后至小于10Pa，第二热处理炉中放置所述非晶薄带圆环的部分外加纵向脉冲磁场，频率为2-8Hz，磁场强度0.2-0.5T；以10-12℃/分钟速率，升温至400-480℃，保温20-30分钟；停止加热，待非晶薄带圆环冷却至45℃以下，从热处理炉取出。
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