CN1065295A - 铁基非晶态合金 - Google Patents

Abstract

本发明为Fe-Si-B-P-C系非晶态合金，其中包 括Fe_(79～80)P_(11-13)C_(6～8)、

Fe_(77～81)Si_(1～3)B_(2～4)P_(8～11)C_(4～7)、

Fe_(80～83)Si_(7～10)P_(8～10)三种合金；此外，本发明 还包括由两个非晶合金组成的组合式非晶态合金，其 中有Fe₇₉P₁₃C₈与Fe₇₈Si₁₃B₉的组合、FePC与FeSiP 的组合、FePC与FeNiPB的组合、FeSiP与FeNiPB 的组合。这些合金不仅有优异的磁学性能和力学性 能，而且工艺性能好，易于生产，成本低廉，可广泛用 于各种电器设备的元器件。

Description

本发明属于非晶态合金。主要适用于各种电器的元器件。

非晶态合金是七十年代以来所开发的一种新型材料，由于它具有优异的磁学性能和力学性能，已广泛地应用于各种变压器、触电保护器、开关电源、脉冲变压器、传感器、磁屏蔽等领域。

在现有的非晶合金中，典型的有钴基非晶合金（如CosiB、CoMnSiB）、镍基非晶合金（如FeNiPB），这些非晶合金均具有优异的磁学性能，但它们的共同缺点是成本高，应用范围受到了限制。为此，各国又先后开发了一系列铁基非晶合金，如FeSiB/FeCrSiBFeSiBC等。但这些合金的磁导率低，磁损耗大。（JP平2-38519、CN  87106098.1、JP51-4017、US4038037、JP53-46698）。

本发明的目的在于提供几种既具有优异的磁学性能和力学性能，又成本低廉的非晶态合金。

基于上述目的，本发明开发了Fe-Si-B-P-C系非晶态合金。其具体的化学成分（重量%）为：

①FePC：

Fe_{（79～82）}P_{（11～13）}C_（6～8）

②FeSiBPC：

Fe  77～81%，si  1～3%，B  2～4%，P  8～11%，C  4～7%.

③FeSiP：

Fe  80～83%，Si  7～10%，P  8～10%。

该Fe-Si-B-P-C系非晶合金，首先是铁基，使其成本低;Fe和B的含量配比，可以改善静态磁学性能;加入Si，是为了提高合金的晶化温度，有助于消除喷带过程中产生的应力，并改善磁性，但需控制含量范围;P和C的作用改善合金的高频磁性能，减少磁滞损耗，节省能源。

上述三种铁基非晶态合金，经喷带和随后的磁场退火处理后，其磁学性能分别为：

<1>FePC

Hc  ＜0.03  Oe

μm  ＞150000  Gs/Oe

P_10/50＜0.08 W/Kg，P_2/100K＜85 W/Kg

<2>FeSiBPC

Hc  ＜0.02  Oe

μm  ＞400000  Gs/Oe

P_10/50＜0.05 W/Kg，P_2/100K＜330 W/Kg

<3>FeSiP

Hc  ＜0.04  Oe

μm  ＞110000  Gs/Oe

P_10/50＜0.09 W/Kg，P_2/100K＜110W/Kg

为了改善非晶态合金的生产工艺性能，特别是为了降低喷带过程中产生的应力，为了提高非晶态的综合性能，并进一步降低成本，本发明还提出了5种组合式的非晶态合金，即将两种成分不同的非晶态合金组合为一个合金。具体方法是先将两种不同成分的非晶态合金分别冶炼成母合金，将两种母合金按照配比，加入喷制非晶带的熔炼炉，熔炼完后喷制成非晶带。

这4种组合式非晶态合金的成分配比及其相应的性能分别陈述如下：

④Fe₇₉P₁₃C₈与Fe₇₈Si₁₃B₉

成分配比（重量比）：

Fe₇₉P₁₃C₈∶Fe₇₈Si₁₃B₉＝（6～9）∶（1～4）

其磁学性能为：

Hc  ＜0.03  Oe

μm  ＞300000Gs/Oe

P_10/50＜0.06W/Kg，P_2/100K＜300W/Kg

⑤Fe_{（79～82）}P_{（11～13）}C_（6～8）与Fe_{（80～83）}Si_（8～10）P_（8～10）

组合式合金

成分配比（重量比）：

Fe_{（79～82）}P_{（11～13）}C_（6～8）∶Fe_{（80～83）}Si_（8～10）P_（8～10）＝（6～9）∶（1～4）

其磁学性能为：

Hc  ＜0.06  Oe

μm  ＞25000  Gs/Oe

P_10/50＜0.06W/Kg，P_2/100K＜40 W/Kg

⑥Fe_{（79～82）}P_{（11～13）}C_（6～8）与Fe₄₀Ni₄₀P₁₂B₈组合式合金。

成分配比（重量比）：

Fe_{（79～82）}P_{（11～13）}C_（6～8）∶Fe₄₀Ni₄₀P₁₂B₈＝（6～9）∶（1～4）。

其磁学性能为：

Hc  ＜0.02  Oe

μm  ＞500000  Gs/Oe

P_10/50＜0.03W/Kg，P_2/100K＜410W/Kg

⑦Fe_{（80～83）}Si_（8～10）P_（8～10）与Fe₄₀Ni₄₀P₁₂B₈组合式合金

成分配比（重量比）

Fe_{（80～83）}Si_（8～10）P_（8～10）∶Fe₄₀Ni₄₀P₁₂B₈＝（6～9）∶（1～4）

其磁学性能为：

Hc  ＜0.02  Oe

μm  ＞500000  Gs/Oe

P_10/50＜0.03W/Kg，P_2/100K＜200W/Kg

本发明的生产方法是采用真空炉冶炼母合金，然后将母合金置于急冷喷带装置的感应炉中熔化，溶化后由单辊急冷技术喷制非晶带。

本发明一系列非晶态合金的主要优点是原料来源容易，成本低，具有优异的磁性综合性能和力学性能，而且生产工艺简单可行。

实施例

根据本发明所述的3个单一合金和4个组合式合金的化学成分及其配比，共冶炼了21炉非晶态合金。首先根据化学成分配比进行配料，之后在真空冶炼炉制成母合金，将单一母合金或组合式合金的两个母合金按配比置于急冷喷带装置的感应炉中将其熔化，熔化后的合金液由单辊急冷技术喷制成薄带。

实施例单一非晶态合金的化学成分及磁学性能如表1所示，实施例组合式非晶态合金的化学成分配比及磁学性能如表2所示。

Claims (7)

1、一种非晶态合金，其特征在于化学成分(重量%)为：Fe79～82%，P11～13%，C6～8%。

2、一种非晶态合金，其特征在于化学成分（重量%）为：

Fe  77～81%，Si  1～3%，B  2～4%，P  8～11%，C  4～7%。

3、一种非晶态合金，其特征在于化学成分（重量%）为：

Fe  80～83%，Si  7～10%，P  8～10%。

4、一种组合式非晶态合金，其特征在于化学成分配比（重量比）为：

Fe₇₉P₁₃C₈∶Fe₇₈Si₁₃B₉＝（6～9）∶（1～4）。

5、一种组合式非晶态合金，其特征在于化学成分配比（重量比）为：

Fe_{（79～82）}P_{（11～13）}C_（6～8）∶Fe_{（80～83）}Si_（8～10）P_（8～10）＝（6～9）∶（1～4）。

6、一种组合式非晶态合金，其特征在于化学成分配比（重量比）为：

Fe_{（79～82）}P_{（11～13）}C_（6～8）∶Fe₄₀Ni₄₀P₁₂B₈＝（6～9）∶（1～4）。

7、一种组合式非晶态合金，其特征在于化学成分配比（重量比）为：

Fe_{（80～83）}Si_（8～10）P_（8～10）∶Fe₄₀Si₄₀P₁₂B₈＝（6～9）∶（1～4）。