CN103352186B - Cr-C-Si系铁基非晶合金薄带 - Google Patents

Cr-C-Si系铁基非晶合金薄带 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Cr-C-Si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：Cr4-6、C1-2、Si5-7、As0.5-0.9、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.07、Ta0.12-0.16、Er0.12-0.16、Nd0.08-0.10、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Cr-C-Si为基础掺杂材料，添加Sb、Sc、Ta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

Cr-C-Si系铁基非晶合金薄带
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Cr-C-Si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Cr-C-Si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：Cr4-6、C1-2、Si5-7、As0.5-0.9、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.07、Ta0.12-0.16、Er0.12-0.16、Nd0.08-0.10、Fe余量。
所述的Cr-C-Si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热处理炉中，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4-5Hz，磁场强度0.3-0.5T；以4-6℃/分钟速率，升温至310-330℃时，抽真空至小于5Pa，再充氩气至0.3-0.4MPa，保温20-30分钟；再以8-10℃/分钟速率，升温至460-490℃，调节磁场强度为0.7-0.9T，保温20-30分钟；停止加热，缓冷至120-140℃后，再以4-6℃/分钟速率，升温至260-290℃，保温10-15分钟；从热处理炉取出，自然冷却。
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Cr-C-Si为基础掺杂材料，添加Sb、Sc、Ta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
Cr-C-Si系铁基非晶合金薄带，其组成各元素的原子百分比为：Cr4、C1、Si7、As0.9、Sb0.12、Sc0.07、Ta0.16、Er0.16、Nd0.10、Fe余量。
Cr-C-Si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热处理炉中，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4-5Hz，磁场强度0.3-0.5T；以4-6℃/分钟速率，升温至310-330℃时，抽真空至小于5Pa，再充氩气至0.3-0.4MPa，保温20-30分钟；再以8-10℃/分钟速率，升温至460-490℃，调节磁场强度为0.7-0.9T，保温20-30分钟；停止加热，缓冷至120-140℃后，再以4-6℃/分钟速率，升温至260-290℃，保温10-15分钟；从热处理炉取出，自然冷却。
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2.2T，矫顽力Hc在2.9A/m，损耗P11/50在0.20W/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Cr-C-Si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：Cr4-6、C1-2、Si5-7、As0.5-0.9、Sb0.08-0.12、Sc0.04-0.07、Ta0.12-0.16、Er0.12-0.16、Nd0.08-0.10、Fe余量；
所述的Cr-C-Si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热处理炉中，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4-5Hz，磁场强度0.3-0.5T；以4-6℃/分钟速率，升温至310-330℃时，抽真空至小于5Pa，再充氩气至0.3-0.4MPa，保温20-30分钟；再以8-10℃/分钟速率，升温至460-490℃，调节磁场强度为0.7-0.9T，保温20-30分钟；停止加热，缓冷至120-140℃后，再以4-6℃/分钟速率，升温至260-290℃，保温10-15分钟；从热处理炉取出，自然冷却。
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