CN103668007B - 一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料及其制备方法，其中合金薄带材料成分的重量百分含量为：Ce0.02～0.07%，Sm0.03～0.06%，Co2～5%，Pb1～3%，Ir0.5～0.8%，B0.5～0.9%，Si0.5～0.9%，Te0.6～1.2%，Sb0.3～0.7%，其余Fe；其制备方法为：先按重量比配料；然后将配好的原料放入真空感应炉中熔炼；最后将母合金液体与冷却辊接触形成带材即得。该合金薄带材料组元的含量容易控制，而且材料具有较高高饱和磁化强度。
Description
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带及制备方法。
背景技术
公告号为CN101206943B、名称为《一种具有高饱和磁感应强度及良好韧性的铁基非晶软磁合金》的专利文献公开了一种具有高饱和磁感应强度及良好韧性的铁基非晶软磁合金。该合金的具体化学成分按原子比为：FeaBbCcSidAle，其中a的原子百分比含量为77～83，b的原子百分比含量为7～13，c的原子百分比含量为3～6，d的原子百分比含量为4～7，e的原子百分比含量为1～4，且a+b+c+d+e＝100。但是其合金体系中的B含量过高会增加材料的脆性。另外高饱和磁化强度偏低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其材料组元的含量容易控制，而且材料具有较高高饱和磁化强度。
一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其成分的重量百分含量为：Ce0.02～0.07％，Sm0.03～0.06％，Co2～5％，Pb1～3％，Ir0.5～0.8％，B0.5～0.9％，Si0.5～0.9％，Te0.6～1.2％，Sb0.3～0.7％，其余Fe。
上述具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其晶粒尺寸为0.3～0.8微米。
上述具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，所述薄带材料的厚度为16～20微米，宽度为10～50mm。
上述具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料的制备方法，包括以下步骤：首先按重量比配料；然后将配好的原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1510～1530℃，得到母合金液体；最后将母合金液体与冷却辊接触形成带材，得到具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其中，感应加热圈的频率为50～100kHz，冷却辊和喷嘴间距为0.2～0.6mm，冷却辊轮缘的旋转线速度为24～26m/s。
本发明的合金采用Ce、Sm元素，可提高非晶形成能力和热稳定性，这些元素原子的存在使铁原子扩散困难，从而使非晶不容易晶化。B、Si、Te含量的增加，使非晶形成能力增加，提高非晶相的稳定性。B、Si是主要非晶形成元素，含量多会增加材料脆性，饱和磁化强度要降低。Ir元素含量的增加，合金的微晶形成能力和强度增加，可以提高材料的强度和塑形，有效降低Si的使用量。Co具有较好的软磁性能，磁导率和电阻率高。Te、Co、Sb元素的主要作用是扩散缓慢，阻止铁晶粒长大，从而保证晶粒的微晶尺寸。Co和Ce、Te、Sm联合作用不仅显著提高材料初始磁导率，而且提高合金的饱和磁感应强度。
本发明采用感应加热圈的中间包，中间包本体下部开有长方孔喷嘴，长方孔喷嘴下部为冷却辊，采用浇注控制、合金化结合，有效保证化学成分的均匀分布，既保证了合金的磁性能，也保证了合金的内外在质量。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：第一，本发明不用热处理即可得到微晶组织，降低了生产能源；第二，合金经过快速冷却，保证了合金成分、组织和性能的均匀性；第三，制备工艺简便，过程简单，生产的合金具有良好的性能，便于工业化生产。
附图说明
图1为本发明的合金薄带材料的扫描金相组织图。
具体实施方式
实施例1
一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其成分的重量百分含量为：Ce0.02％，Sm0.03％，Co2％，Pb1％，Ir0.5％，B0.5％，Si0.5％，Te0.6％，Sb0.3％，其余为Fe。
首先按重量比配料，原料Ce、Sm、Co、Pb、Ir、B、Si、Te、Sb、Fe的纯度均大于99.9％；然后将配好的原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1510～1530℃，得到母合金液体；最后将母合金液体与冷却辊接触形成带材，得到具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其中，感应加热圈的频率为50～100kHz，冷却辊和喷嘴间距为0.2～0.6mm，冷却辊轮缘的旋转线速度为24～26m/s。
实施例2
一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其成分的重量百分含量为：Ce0.07％，Sm0.06％，Co5％，Pb3％，Ir0.8％，B0.9％，Si0.9％，Te1.2％，Sb0.7％，其余为Fe。
首先按重量比配料，原料Ce、Sm、Co、Pb、Ir、B、Si、Te、Sb、Fe的纯度均大于99.9％；然后将配好的原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1510～1530℃，得到母合金液体；最后将母合金液体与冷却辊接触形成带材，得到具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其中，感应加热圈的频率为50～100kHz，冷却辊和喷嘴间距为0.2～0.6mm，冷却辊轮缘的旋转线速度为24～26m/s。
实施例3
一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其成分的重量百分含量为：Ce0.06％，Sm0.04％，Co4％，Pb2.3％，Ir0.7％，B0.7％，Si0.8％，Te1％，Sb0.4％，其余为Fe。
首先按重量比配料，原料Ce、Sm、Co、Pb、Ir、B、Si、Te、Sb、Fe的纯度均大于99.9％；然后将配好的原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1510～1530℃，得到母合金液体；最后将母合金液体与冷却辊接触形成带材，得到具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其中，感应加热圈的频率为50～100kHz，冷却辊和喷嘴间距为0.2～0.6mm，冷却辊轮缘的旋转线速度为24～26m/s。
实施例4
一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其成分的重量百分含量为：Ce0.01％，Sm0.01％，Co1％，Pb0.8％，Ir0.3％，B0.4％，Si0.3％，Te0.5％，Sb0.25％，其余为Fe。
首先按重量比配料，原料Ce、Sm、Co、Pb、Ir、B、Si、Te、Sb、Fe的纯度均大于99.9％；然后将配好的原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1510～1530℃，得到母合金液体；最后将母合金液体与冷却辊接触形成带材，得到具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其中，感应加热圈的频率为50～100kHz，冷却辊和喷嘴间距为0.2～0.6mm，冷却辊轮缘的旋转线速度为24～26m/s。
本实施例的成分配比不在本发明设计范围内。
实施例5
一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其成分的重量百分含量为：Ce0.9％，Sm0.07％，Co6％，Pb4％，Ir0.9％，B1.2％，Si1％，Te2％，Sb1％，其余为Fe。
首先按重量比配料，原料Ce、Sm、Co、Pb、Ir、B、Si、Te、Sb、Fe的纯度均大于99.9％；然后将配好的原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1510～1530℃，得到母合金液体；最后将母合金液体与冷却辊接触形成带材，得到具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其中，感应加热圈的频率为50～100kHz，冷却辊和喷嘴间距为0.2～0.6mm，冷却辊轮缘的旋转线速度为24～26m/s。
本实施例的成分配比不在本发明设计范围内。
将实施例1～5的合金材料与公告号为CN101206943B、名称为《一种具有高饱和磁感应强度及良好韧性的铁基非晶软磁合金》所得合金材料进行性能对比，结果如下：
| 饱和磁感应强度/T | |
| 实施例1 | 1.78 |
| 实施例2 | 1.79 |
| 实施例3 | 1.79 |
| 实施例4 | 1.68 |
| 实施例5 | 1.7 |
| 公开号为CN101206943B的合金材料 | 1.64～1.76 |
按实施例1～3合金材料的配方不加入Co和Ce、Te、Sm四种元素，与实施例1～3合金材料进行饱和磁感应强度比较，结果如下：
从上述结果看出，添加Ce、Sm、Co、Pb、B、Si、Te、Sb元素有助于合金软磁性能的提高。实施例5的结果说明，合金材料的成分不在本发明的范围内，合金材料的软磁性能会降低。原因是合金元素会相互反应形成非磁性化合物，降低了元素本身的有效作用。
Claims (4)
1.一种具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其特征在于：其成分的重量百分含量为：Ce0.02～0.07%，Sm0.03～0.06%，Co2～5%，Pb1～3%，Ir0.5～0.8%，B0.5～0.9%，Si0.5～0.9%，Te0.6～1.2%， Sb0.3～0.7%，其余Fe。
2.根据权利要求1所述的具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其特征在于：其晶粒尺寸为0.3～0.8微米。
3.根据权利要求1所述的具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其特征在于：所述薄带材料的厚度为16～20微米，宽度为10～50 mm。
4.一种权利要求1所述的具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：首先按重量比配料；然后将配好的原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1510～1530℃，得到母合金液体；最后将母合金液体与冷却辊接触形成带材，得到具有高饱和磁感应强度微晶合金薄带材料，其中，感应加热圈的频率为50～100kHz，冷却辊和喷嘴间距为0.2～0.6 mm，冷却辊轮缘的旋转线速度为24～26m/s。
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