CN104464995B - 一种复合变压器磁性材料及其制备方法 - Google Patents
一种复合变压器磁性材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于磁性材料领域，涉及一种复合变压器磁性材料及其制备方法，所述的磁性材料由以下成分组成：Co为1.3wt%～2.7wt%、Ni为0.3wt%～0.8wt%、Ru为0.4wt%～0.7wt%、Y为0.2wt%～0.3wt%、W为0.5wt%～1.1wt%、As为0.2wt%～0.5wt%、Ti为0.6wt%～1.5wt%、Re为0.2wt%～0.7wt%、余量为Fe。制备方法包括以下步骤：（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物或单质，混合；（2）混合料在高温下熔融后再铸锭，真空熔炼，降温；（3）冷却至室温后，破碎，研磨得到粉末；（4）将粉末压制成型。
Description
技术领域
本发明属于磁性材料领域，涉及一种复合磁性材料及其制备方法，特别是涉及一种复合变压器磁性材料及其制备方法。
背景技术
磁性材料的发展经历了从无机到有机、固态到液态、宏观到介观、电子磁有序到核磁有序强磁材料、单一型到复合型，并且显现出优异的磁性能和综合特性。 磁性材料由于分类标准和侧重点不同，有着不同的分类。 一般磁性材料按应用类型分类可以分为:永磁材料、软磁材料等。磁性材料主要是指由过渡元素铁、钴、镍及其合金等组成的能够直接或间接产生磁性的物质。 从应用功能上讲，磁性材料分为：软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、旋磁材料等种类。磁性材料是电子工业的重要基础功能材料，广泛应用于计算机、电子器件、通讯、汽车和航空航天等工业领域和家用电器、儿童玩具等日常生活用品，随着世界经济和科学技术的迅猛发展，磁性材料的需求将空前广阔。磁性材料在电子、计算机、信息通讯、医疗、航空航天、汽车、风电、环保节能等传统和新兴领域都发挥着重要的作用。磁性材料已成为促进高新技术发展和当代经济进步不可替代的材料，发展前景乐观。
发明内容
要解决的技术问题：变压器用磁性材料对磁性材料的磁性性能有较高的要求，如要求有较高的内禀矫顽力，常规的变压器磁性材料的内禀矫顽力较低，因此需要提高变压器磁性材料的内禀矫顽力，因此需要一种复合变压器磁性材料及其制备方法。
技术方案：针对上述问题，本发明公开了一种复合变压器磁性材料及其制备方法，所述的复合变压器磁性材料以下成分按照重量百分比组成：
Co为1.3wt%～2.7wt%、
Ni为0.3wt%～0.8wt%、
Ru为0.4wt%～0.7wt%、
Y为0.2wt%～0.3wt%、
W为0.5wt%～1.1wt%、
As为0.2wt%～0.5wt%、
Ti为0.6wt%～1.5wt%、
Re为0.2wt%～0.7wt%、
余量为Fe。
优选的，所述的一种复合变压器磁性材料，由以下成分按照重量百分比组成：
Co为1.7wt%～2.2wt%、
Ni为0.4wt%～0.7wt%、
Ru为0.5wt%～0.6wt%、
Y为0.2wt%～0.3wt%、
W为0.7wt%～1.0wt%、
As为0.2wt%～0.4wt%、
Ti为0.8wt%～1.2wt%、
Re为0.3wt%～0.6wt%、
余量为Fe。
进一步优选的，所述的一种复合变压器磁性材料，由以下成分按照重量百分比组成：
Co为2.0wt%、
Ni为0.6wt%、
Ru为0.5wt%、
Y为0.3wt%、
W为0.8wt%、
As为0.3wt%、
Ti为1.1wt%、
Re为0.5wt%、
余量为Fe。
一种复合变压器磁性材料的制备方法，所述的复合变压器磁性材料的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物或单质，将上述的各元素的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co为1.3wt%～2.7wt%、Ni为0.3wt%～0.8wt%、Ru为0.4wt%～0.7wt%、Y为0.2wt%～0.3wt%、W为0.5wt%～1.1wt%、As为0.2wt%～0.5wt%、Ti为0.6wt%～1.5wt%、Re为0.2wt%～0.7wt%、余量为Fe；
（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃/min，真空熔炼温度为1630℃～1860℃，熔炼时间为6h～10h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃/min；
（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；
（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
优选的，所述的一种复合变压器磁性材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物或单质，将上述的各元素的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co为1.7wt%～2.2wt%、Ni为0.4wt%～0.7wt%、Ru为0.5wt%～0.6wt%、Y为0.2wt%～0.3wt%、W为0.7wt%～1.0wt%、As为0.2wt%～0.4wt%、Ti为0.8wt%～1.2wt%、Re为0.3wt%～0.6wt%、余量为Fe；
（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃/min，真空熔炼温度为1630℃～1860℃，熔炼时间为6h～10h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃/min；
（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；
（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
进一步优选的，所述的一种复合变压器磁性材料的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物或单质，将上述的各元素的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co为2.0wt%、Ni为0.6wt%、
Ru为0.5wt%、Y为0.3wt%、W为0.8wt%、As为0.3wt%、Ti为1.1wt%、Re为0.5wt%、余量为Fe；
（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃/min，真空熔炼温度为1780℃，熔炼时间为9h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃/min；
（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；
（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
有益效果：本发明的复合变压器磁性材料中含有Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re，本发明的复合变压器磁性材料具有较高的内禀矫顽力，高于常规的变压器用磁材料，本发明的磁性材料的内禀矫顽力为2161KA/m至2339KA/m，可作为变压器用磁性材料来替代传统的变压器用磁性材料。
具体实施方式
实施例1
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物或单质，将上述的各元素的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co为2.0wt%、Ni为0.6wt%、
Ru为0.5wt%、Y为0.3wt%、W为0.8wt%、As为0.3wt%、Ti为1.1wt%、Re为0.5wt%、余量为Fe；（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃/min，真空熔炼温度为1780℃，熔炼时间为9h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃/min；（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
实施例2
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物或单质，将上述的各元素的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co为2.2wt%、Ni为0.4wt%、Ru为0.6wt%、Y为 0.3wt%、W为0.7wt%、As为0.4wt%、Ti为1.2wt%、Re为0.6wt%、余量为Fe；（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃/min，真空熔炼温度为1860℃，熔炼时间为10h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃/min；（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
实施例3
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物或单质，将上述的各元素的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co为1.7wt%、Ni为0.7wt%、Ru为0.5wt%、Y为0.2wt%、W为1.0wt%、As为0.2wt%、Ti为0.8wt%、Re为0.3wt%、余量为Fe；（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃/min，真空熔炼温度为1630℃，熔炼时间为6h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃/min；（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
实施例4
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物或单质，将上述的各元素的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co为1.3wt%、Ni为0.8wt%、Ru为0.7wt%、Y为0.2wt%、W为0.5wt%、As为0.5wt%、Ti为0.6wt%、Re为0.7wt%、余量为Fe；（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃/min，真空熔炼温度为1630℃，熔炼时间为10h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃/min；（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
实施例5
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物或单质，将上述的各元素的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co为2.7wt%、Ni为0.3wt%、Ru为0.4wt%、Y为0.3wt%、W为1.1wt%、As为0.2wt%、Ti为1.5wt%、Re为0.2wt%、余量为Fe；（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃/min，真空熔炼温度为1860℃，熔炼时间为6h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃/min；（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
实施例1至5的复合变压器磁性材料的内禀矫顽力如下：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 内禀矫顽力（KA/m） | 2339 | 2275 | 2287 | 2161 | 2177 |
Claims (6)
1.一种复合变压器磁性材料，其特征在于所述的复合变压器磁性材料由以下成分按照
重量百分比组成：
Co 为1.3wt% ～ 2.7wt%、
Ni 为0.3wt% ～ 0.8wt%、
Ru 为0.4wt% ～ 0.7wt%、
Y 为0.2wt% ～ 0.3wt%、
W 为0.5wt% ～ 1.1wt%、
As 为0.2wt% ～ 0.5wt%、
Ti 为0.6wt% ～ 1.5wt%、
Re 为0.2wt% ～ 0.7wt%、
余量为Fe。
2.根据权利要求1 所述的一种复合变压器磁性材料，其特征在于所述的复合变压器
磁性材料由以下成分按照重量百分比组成：
Co 为1.7wt% ～ 2.2wt%、
Ni 为0.4wt% ～ 0.7wt%、
Ru 为0.5wt% ～ 0.6wt%、
Y 为0.2wt% ～ 0.3wt%、
W 为0.7wt% ～ 1.0wt%、
As 为0.2wt% ～ 0.4wt%、
Ti 为0.8wt% ～ 1.2wt%、
Re 为0.3wt% ～ 0.6wt%、
余量为Fe。
3.根据权利要求1 所述的一种复合变压器磁性材料，其特征在于所述的复合变压器磁
性材料由以下成分按照重量百分比组成：
Co 为2.0wt%、
Ni 为0.6wt%、
Ru 为0.5wt%、
Y 为0.3wt%、
W 为0.8wt%、
As 为0.3wt%、
Ti 为1.1wt%、
Re 为0.5wt%、
余量为Fe。
4.一种复合变压器磁性材料的制备方法，其特征在于所述的复合变压器磁性材料的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re 的氧化物或单质，将以上的Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co 为1.3wt%～ 2.7wt%、Ni 为0.3wt% ～ 0.8wt%、Ru 0.4wt% ～ 0.7wt%、Y 为0.2wt% ～ 0.3wt%、W 为0.5wt% ～ 1.1wt%、As 为0.2wt% ～ 0.5wt%、Ti 为0.6wt% ～ 1.5wt%、Re 为0.2wt% ～0.7wt%、余量为Fe ；
（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃ /min，真空熔炼温度为1630℃～ 1860℃，熔炼时间为6h ～ 10h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃ /min ；
（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；
（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
5.根据权利要求4 所述的一种复合变压器磁性材料的制备方法，其特征在于所述的复合变压器磁性材料的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re 的氧化物或单质，将以上的Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co 为1.7wt%～ 2.2wt%、Ni 为0.4wt% ～ 0.7wt%、Ru 为0.5wt% ～ 0.6wt%、Y 为0.2wt% ～ 0.3wt%、W为0.7wt% ～ 1.0wt%、As 为0.2wt% ～ 0.4wt%、Ti 为0.8wt% ～ 1.2wt%、Re 为0.3wt% ～0.6wt%、余量为Fe ；
（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃ /min，真空熔炼温度为1630℃～ 1860℃，熔炼时间为6h ～ 10h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃ /min ；
（3）步骤（2）的合金锭冷却至室温后，将合金进行破碎，破碎后再进行研磨得到变压器复合磁性材料粉末；
（4）将变压器复合磁性材料粉末压制成型，为最终的复合变压器磁性材料。
6.根据权利要求4 所述的一种复合变压器磁性材料的制备方法，其特征在于所述的复合变压器磁性材料的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量取Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re 的氧化物或单质，将以上的Co、Ni、Ru、Y、W、As、Ti、Re的氧化物和单质进行机械混合，混合后混合料中各元素的重量百分比为Co 为2.0wt%、Ni 为0.6wt%、Ru 为0.5wt%、Y 为0.3wt%、W 为0.8wt%、As 为0.3wt%、Ti 为1.1wt%、Re 为0.5wt%、余量为Fe ；
（2）将步骤（1）的磁性材料的混合料在高温下熔融后再铸锭，混合料加入到真空熔炼炉中，升温速率为100℃ /min，真空熔炼温度为1780℃，熔炼时间为9h，熔炼后将真空熔炼炉内混合料进行降温，降温速率为30℃ /min ；
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