CN106555047A - 铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法 - Google Patents

铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明是提供一种铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，是利用单辊熔体急冷法制备FeNbCuSiB铁基纳米晶合金薄带材，其包括以下方法步骤：（1）薄带材制大盘带,（2）防氧化处理,（3）加热、保温、空冷制铁基纳米晶合金软磁薄带，利用单辊熔体急冷法制备FeNbCuSiB铁基纳米晶合金薄带材，使其经过热处理后的铁基纳米晶合金软磁薄带在获得高磁导率的同时还具有良好的柔韧性。

Description

铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法
技术领域：
本发明涉及一种铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理工艺方法，特别是涉及一种无线充隔磁片用的铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理工艺方法。
背景技术：
目前，市场上主流的隔磁片为铁氧体材质的，铁氧体隔磁片主要有两种加工方式：一是烧结而成的硬磁片，该种磁片质脆易碎，且厚度最薄都在1mm以上，很难适用于手机、笔记本等接收端产品；二是将铁氧体粉末添加到塑胶或橡胶中注塑成型制成软磁片，该种磁片可以做到更薄，但因磁片中铁氧体含量降低，磁性能也一落千丈。无法满足手机、笔记本电脑等高端电子产品对隔磁片的性能要求。由于铁基纳米晶合金软磁材料具有高磁导率，经热处理后可达80000－120000，远高于铁氧体的10000－20000，由其制成隔磁片可大幅度提高无线充电的充电速度和充电效率。厚度方面，铁基纳米晶合金软磁薄带的厚度只有20－25μm，仅为铁氧体隔磁片的2.5%，因此，采用铁基纳米晶合金软磁薄带替代铁氧体磁片来制做无线充隔磁片具有非常明显的优势。但铁基纳米晶合金软磁材料在经过热处理后变脆，使其韧性大幅度下降，这将直接影响到隔磁片的后续加工难以进行。
发明内容：
本发明是针对上述现有技术存在的问题，提供一种无线充隔磁片用的铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理工艺方法，利用单辊熔体急冷法制备FeNbCuSiB铁基纳米晶合金薄带材，使其经过热处理后的铁基纳米晶合金软磁薄带在获得高磁导率的同时还具有良好的柔韧性。
本发明的一种铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，是利用单辊熔体急冷法制备FeNbCuSiB铁基纳米晶合金薄带材，其包括以下方法步骤：
（1）薄带材制大盘带：将薄带材收紧卷绕于直径大于80mm的圆筒模具上，并固定，制成大盘带；
（2）防氧化处理：将上步制成的大盘带置于热处理装置中，控制整个热处理过程中对热处理的大盘带进行防氧化处理，制防氧化带材；
（3）加热、保温、空冷制铁基纳米晶合金软磁薄带，将2）步防氧化带材进行分若干次的阶段化加热、升温、恒温处理，最后空冷至室温，即制得铁基纳米晶合金软磁薄带产品。
进一步的优选步骤（1）所述薄带材收紧卷绕是控制卷绕成大盘带的叠片系数为0.78-0.85。
进一步的是步骤（1）所述制成大盘带是指将薄带材收紧卷绕形成大盘带的直径为圆筒模具直径的4-8倍，并与热处理装置的加热炉堂直径相匹配。
优选是步骤（2）所述防氧化处理是对热处理装置中进行热处理的大盘带的整个热处理过程的加热处理炉内进行反复抽真空，并不断充保护气体进行保护处理。
优选步骤（3）所述分若干次的阶段化加热、升温、恒温处理，是分三个阶段进行，第一阶段加热35-45min,升温至350－400℃,恒温保温35-45min；第二阶段加热35-45min,升温至480－490℃，恒温保温35-45min；第三阶段加热35-45min,升温至530－550℃，恒温保温110-130min；最后，随热处理炉冷却至350℃，然后空冷至室温取出为铁基纳米晶合金软磁薄带产品。
进一步的是控制所述铁基纳米晶合金薄带厚度为22－25μm，宽度为50－60mm。
优选所述保护气体为氩气和/或氮气。
优选是所述空冷为空气中自然或风冷冷却。
本发明采用上述步骤方法，完成了无线充隔磁片用铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理工艺过程。通过将带材收紧卷绕到一个直径大于80mm的圆筒模具上，并点焊固定，做成大盘带有利于在热处理过程中应力的消除，并且在整个热处理过程中都采用了抽真空并充气体保护，铁基纳米晶合金软磁薄带不会被氧化，加热分三个阶段进行能有效的提高炉膛温度的均匀性，使薄带晶粒细化，获得高磁导率的同时还具有良好的柔韧性。
经检测采用本发明热处理工艺对FeNbCuSiB铁基纳米晶合金薄带进行热处理后的磁导率在80000以上，产品质量稳定。
附图说明：图1为本发明热处理工艺实施的温度/时间曲线图；
附图中，纵向坐标为热处理温度，横坐标为热处理时间。
具体实施方式：下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述说明。
采用单辊熔体急冷法制备FeNbCuSiB铁基纳米晶合金薄带。带材收紧卷绕到一个直径大于80mm的圆筒模具上，并点焊固定，做成大盘带；将其放置到加热炉中进行热处理，在整个热处理过程中，热处理炉内需反复抽真空，并充保护气体进行保护。加热分三个阶段进行，第一阶段加热40min,升温至350－400℃,恒温保温40min；第二阶段加热40min,升温至480－490℃，恒温保温40min；第三阶段加热40min,升温至530－550℃，恒温保温120min；最后，随热处理炉冷却至350℃，然后空冷至室温取出。
将采用单辊熔体急冷法制备的Fe73.5Nb3Cu1Si13.5B9（原子分数）铁基纳米晶合金薄带收紧卷绕到一个直径为85mm的圆筒模具上，并点焊固定，做成大盘带；厚度为23μm，宽度为50mm。将其放置到加热炉中进行热处理，在整个热处理过程中，热处理炉内需反复抽真空，并充保护气体进行保护。按如图1所示热处理温度，加热分三个阶段进行，第一阶段加热40min,升温至350－400℃,恒温保温40min；第二阶段加热40min,升温至480－490℃，恒温保温40min；第三阶段加热40min,升温至530－550℃，恒温保温120min；最后，随热处理炉冷却至350℃，然后空冷至室温取出。
所谓热处理装置中进行热处理的大盘带进行防氧化处理是控制热处理炉体内腔进行反复抽真空，并充保护气体进行保护，即保持热处理炉堂内腔的反应氛围充满保护气体，所述保护气体是氩气及高纯氮气。就是说铁基纳米晶合金薄带材是在氩气及高纯氮气氛围条件下进行热处理。
所谓薄带材收紧卷绕是控制卷绕成大盘带的叠片系数为0.78-0.85。
所谓做成大盘带即卷绕形成大盘带直径为圆筒模具直径的4-8倍并与加热炉堂直径相匹配，即是指制成大盘带的直径是用于卷绕圆筒模具直径的4-8倍但小于热处理装置炉体的直径。
对经热处理后的Fe73.5Nb3Cu1Si13.5B9原子分数，铁基纳米晶合金薄带进行测试：磁导率为95000－108000，并具有良好的柔韧性。可作为无线充隔磁片用铁基纳米晶合金软磁薄带。

Claims (8)

1.一种铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，是利用单辊熔体急冷法制备FeNbCuSiB铁基纳米晶合金薄带材，其特征是包括以下方法步骤：
（1）薄带材制大盘带：将薄带材收紧卷绕于直径大于80mm的圆筒模具上，并固定，制成大盘带；
（2）防氧化处理：将上步制成的大盘带置于热处理装置中，控制整个热处理过程中对热处理的大盘带进行防氧化处理，制防氧化带材；
（3）加热、保温、空冷制铁基纳米晶合金软磁薄带，将2）步防氧化带材进行分若干次的阶段化加热、升温、恒温处理，最后空冷至室温，即制得铁基纳米晶合金软磁薄带产品。
2.根据权利要求1所述的铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，其特征是步骤（1）所述薄带材收紧卷绕是控制卷绕成大盘带的叠片系数为0.78-0.85。
3.根据权利要求1所述的铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，其特征是步骤（1）所述制成大盘带是指将薄带材收紧卷绕形成大盘带的直径为圆筒模具直径的4-8倍，并与热处理装置的加热炉堂直径相匹配。
4.根据权利要求1所述的铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，其特征是步骤（2）所述防氧化处理是对热处理装置中进行热处理的大盘带的整个热处理过程的加热处理炉内进行反复抽真空，并不断充保护气体进行保护处理。
5.根据权利要求1所述的铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，其特征是步骤（3）所述分若干次的阶段化加热、升温、恒温处理，是分三个阶段进行，第一阶段加热35-45min,升温至350－400℃,恒温保温35-45min；第二阶段加热35-45min,升温至480－490℃，恒温保温35-45min；第三阶段加热35-45min,升温至530－550℃，恒温保温110-130min；最后，随热处理炉冷却至350℃，然后空冷至室温取出为铁基纳米晶合金软磁薄带产品。
6.根据权利要求1所述的铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，其特征是控制所述铁基纳米晶合金薄带厚度为22－25μm，宽度为50－60mm。
7.根据权利要求4所述的铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，其特征是所述保护气体为氩气和/或氮气。
8.根据权利要求1或5所述的铁基纳米晶合金软磁薄带的热处理方法，其特征是所述空冷为空气中自然或风冷冷却。
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