CN106756596A - 一种合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种合金材料及其制备方法，以质量百分比计，其含有硼1.0～3.0％，硅6.0～9.0％，铜0.5～2.0％，铌4.0～7.0％和铁79～88.5％。本申请所提供的合金材料，具有磁性和磁通密度高等优点，在不增大体积的基础上，能够满足制造需求，生产更高性能的元器件。该合金材料的制备方法依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，每次加入后搅拌直至熔清再加入下一种原料，经过精炼后，得到该合金材料。具有方便、简单、易于操作等优点，适合大批量生产和广泛应用。

Description

一种合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金材料制造领域，具体而言，涉及一种合金材料及其制备方法。
背景技术
互感器、变压器、和电感等装置中需要磁芯，在滤波器中起着关键的作用。一般情况下使用合金材料制造。随着技术的发展，对磁芯的磁性和磁通密度要求越来越高，现有的合金原材料磁性低、磁通密度不够，不足以提供满足相关参数性能的磁性需求，难以制造出高性能的相关产品。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种合金材料，以解决现有制备磁芯的合金材料磁性低、磁通密度不够的问题，所述的合金材料，具有磁性和磁通密度高等优点，在不增大体积的基础上，能够满足制造需求，生产更高性能的元器件。
本发明的第二目的在于提供一种所述的合金材料的制备方法，该方法在熔化的纯铁中，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，每次加入后搅拌直至熔清再加入下一种原料，经过精炼后，得到该合金材料。具有方便、简单、易于操作等优点，适合大批量生产和广泛应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种合金材料，以质量百分比计，其含有硼1.0～3.0％，硅6.0～9.0％，铜0.5～2.0％，铌4.0～7.0％和铁79～88.5％。
本申请所提供的合金材料，具有磁性和磁通密度高等优点，在不增大体积的基础上，能够满足制造需求，生产更高性能的元器件。
优选的，所述的合金材料，以质量百分比计，其含有硼1.5～2.5％，硅6.5～8.5％，铜1.0～2.0％，铌4.5～6.5％和铁81～87％。
可以进一步优选合金材料中各个元素的组成。
如上所述的合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将纯铁进行熔炼，融化后依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼并搅拌直至熔清，精练后出钢、冷却、脱模，得到该合金材料。
优选的，所述的合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、去掉纯铁的氧化皮，然后熔炼到至少70％纯铁熔化后，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，每次加入后搅拌直至熔清再加入下一种原料；
(2)、当原料全部都加入并熔清后，进行精炼，精炼后扒渣出钢，冷却后脱模，即可得到该合金材料。
本申请所提供的合金材料的制备方法，在熔化的纯铁中，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，每次加入后搅拌直至熔清再加入下一种原料，经过精炼后，得到该合金材料。具有方便、简单、易于操作等优点，适合大批量生产和广泛应用。
优选的，在步骤(1)中，所述纯铁的氧化皮采用喷砂的方法去除。
喷砂法去除纯铁氧化皮，可以减少氧化物对合金材料质量的影响。
优选的，在步骤(1)中，所述硅和硼在250℃以上真空烘烤3～4小时。
硅铁和硼铁在250℃以上真空烘烤3～4小时。可以有效降低氧化物的含量，减少其对合金材料质量的影响。
优选的，在步骤(1)中，所述搅拌采用电磁搅拌的方法进行操作，并且所述搅拌的过程中，炉温低于1500℃，钢温低于1400℃。
在搅拌的过程中，采用电磁搅拌，使各元素混合均匀。并且，在搅拌的过程中，炉温始终低于1500℃，钢温始终低于1400℃。
优选的，在步骤(2)中，所述精炼的时间为4～6分钟。
精炼是钢体炉外精炼的简称，炉外精炼技术具有以下功能：脱氢、脱氧、脱碳、脱硫、非金属夹杂物的形态控制、成分调整(添加合金)、钢液成分及温度的微调及均匀化、脱氮、脱磷。
优选的，在步骤(2)中，所述出钢的温度为1340～1380℃。
优选的，在步骤(2)中，所述冷却具体为冷却至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本申请所提供的合金材料，具有磁性和磁通密度高等优点，在不增大体积的基础上，能够满足制造需求，生产更高性能的元器件。
(2)本申请所提供的合金材料的制备方法依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，每次加入后搅拌直至熔清再加入下一种原料，经过精炼后，得到该合金材料。具有方便、简单、易于操作等优点，适合大批量生产和广泛应用。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例所提供的合金材料，按照百分比由以下原料组成：
硼1.0％，硅6.0％，铜0.5％，铌4.0％和铁88.5％。
该合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、采用喷砂的方法去掉纯铁的氧化皮，然后熔炼到至少70％纯铁熔化后，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，其中硅和硼在250℃以上真空烘烤3小时，每次加入后采用搅拌直至熔清再加入下一种原料，电磁搅拌的过程中，炉温低于1500℃，钢温低于1400℃；
(2)、当原料全部都加入并熔清后，精炼4分钟，精炼后扒渣出钢，出钢的温度为1340℃，冷却至室温后脱模，即可得到该合金材料。
实施例2
本实施例所提供的合金材料，按照百分比由以下原料组成：
硼3.0％，硅9.0％，铜2.0％，铌7.0％和铁79％。
该合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、采用喷砂的方法去掉纯铁的氧化皮，然后熔炼到至少70％纯铁熔化后，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，其中硅和硼在250℃以上真空烘烤4小时，每次加入后采用搅拌直至熔清再加入下一种原料，电磁搅拌的过程中，炉温低于1500℃，钢温低于1400℃；
(2)、当原料全部都加入并熔清后，精炼6分钟，精炼后扒渣出钢，出钢的温度为1380℃，冷却至室温后脱模，即可得到该合金材料。
实施例3
本实施例所提供的合金材料，按照百分比由以下原料组成：
硼1.5％，硅6.5％，铜1.0％，铌4.5％和铁86.5％
该合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、采用喷砂的方法去掉纯铁的氧化皮，然后熔炼到至少70％纯铁熔化后，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，其中硅和硼在250℃以上真空烘烤3.5小时，每次加入后采用搅拌直至熔清再加入下一种原料，电磁搅拌的过程中，炉温低于1500℃，钢温低于1400℃；
(2)、当原料全部都加入并熔清后，精炼4～6分钟，精炼后扒渣出钢，出钢的温度为1350℃，冷却至室温后脱模，即可得到该合金材料。
实施例4
本实施例所提供的合金材料，按照百分比由以下原料组成：
硼2.5％，硅8.5％，铜2.0％，铌6.5％和铁80.5％
该合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、采用喷砂的方法去掉纯铁的氧化皮，然后熔炼到至少70％纯铁熔化后，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，其中硅和硼在270℃真空烘烤3小时，每次加入后采用搅拌直至熔清再加入下一种原料，电磁搅拌的过程中，炉温低于1500℃，钢温低于1400℃；
(2)、当原料全部都加入并熔清后，精炼5分钟，精炼后扒渣出钢，出钢的温度为1360℃，冷却至室温后脱模，即可得到该合金材料。
实施例5
本实施例所提供的合金材料，按照百分比由以下原料组成：
硼2％，硅7.4％，铜1.3％，铌5.7％和铁83.6％
该合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、采用喷砂的方法去掉纯铁的氧化皮，然后熔炼到至少70％纯铁熔化后，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，其中硅和硼在260℃真空烘烤4小时，每次加入后采用搅拌直至熔清再加入下一种原料，电磁搅拌的过程中，炉温低于1500℃，钢温低于1400℃；
(2)、当原料全部都加入并熔清后，精炼5分钟，精炼后扒渣出钢，出钢的温度为1370℃，冷却至室温后脱模，即可得到该合金材料。
实施例6
本实施例所提供的合金材料，按照百分比由以下原料组成：
硼3.0％，硅6.0％，铜0.5％，铌6.5％和铁84％
该合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、采用喷砂的方法去掉纯铁的氧化皮，然后熔炼到至少70％纯铁熔化后，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，其中硅和硼在250℃真空烘烤3.5小时，每次加入后采用搅拌直至熔清再加入下一种原料，电磁搅拌的过程中，炉温低于1500℃，钢温低于1400℃；
(2)、当原料全部都加入并熔清后，精炼5分钟，精炼后扒渣出钢，出钢的温度为1340℃，冷却至室温后脱模，即可得到该合金材料。
实施例7
本实施例所提供的合金材料，按照百分比由以下原料组成：
硼1.0％，硅8.0％，铜2.0％，铌4.0％和铁85％
该合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)、采用喷砂的方法去掉纯铁的氧化皮，然后熔炼到至少70％纯铁熔化后，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，其中硅和硼在280℃真空烘烤4小时，每次加入后采用搅拌直至熔清再加入下一种原料，电磁搅拌的过程中，炉温低于1500℃，钢温低于1400℃；
(2)、当原料全部都加入并熔清后，精炼5分钟，精炼后扒渣出钢，出钢的温度为1380℃，冷却至室温后脱模，即可得到该合金材料。
实验例1合金材料磁性测试实验
采用高斯计对本申请实施例1-7所提供的合金材料进行磁性测定，对比例为现有市购磁性合金材料。实验结果如表1所示。
高斯计用于测量磁性材料的表面磁场强度，具体而言就是测量表面中心部位的场强。
表1合金材料磁性测试实验结果
样品 磁性(GS)
实施例1 7580
实施例2 9730
实施例3 8970
实施例4 10640
实施例5 12500
实施例6 9520
实施例7 8265
对比例 2500
实验结果表明，本申请所提供的合金材料具有磁性高的优点，可以适应现有磁芯对于合金材料的要求。
实验例2合金材料磁通密度测试实验
采用磁通计测试本申请实施例1-7所提供的合金材料，对比例为现有市购磁性和金材料。实验结果如表2所示。
表2合金材料磁通密度测试实验结果
样品 磁通密度(GS)
实施例1 7580
实施例2 9730
实施例3 8970
实施例4 10640
实施例5 12500
实施例6 9520
实施例7 8265
对比例 2500
实验结果表明，本申请所提供的合金材料具有磁通密度高的优点，可以适应现有磁芯对于合金材料的要求。
综上所述，本申请所提供的合金材料，具有磁性和磁通密度高等优点，在不增大体积的基础上，能够满足制造需求，生产更高性能的元器件。该合金材料的制备方法依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，每次加入后搅拌直至熔清再加入下一种原料，经过精炼后，得到该合金材料。具有方便、简单、易于操作等优点，适合大批量生产和广泛应用。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (10)

1.一种合金材料，其特征在于，以质量百分比计，其含有硼1.0～3.0％，硅6.0～9.0％，铜0.5～2.0％，铌4.0～7.0％和铁79～88.5％。
2.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，以质量百分比计，其含有硼1.5～2.5％，硅6.5～8.5％，铜1.0～2.0％，铌4.5～6.5％和铁81～87％。
3.根据权利要求1或2所述的合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将纯铁进行熔炼，融化后依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼并搅拌直至熔清，精练后出钢、冷却、脱模，得到该合金材料。
4.根据权利要求3所述的合金材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)、去掉纯铁的氧化皮，然后熔炼到至少70％纯铁熔化后，依次加入经过烘烤的铌、铜、硅和硼，每次加入后搅拌直至熔清再加入下一种原料；
(2)、当原料全部都加入并熔清后，进行精炼，精炼后扒渣出钢，冷却后脱模，即可得到该合金材料。
5.根据权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述纯铁的氧化皮采用喷砂的方法去除。
6.根据权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述硅和硼在250℃以上真空烘烤3～4小时。
7.根据权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述搅拌采用电磁搅拌的方法进行操作，并且所述搅拌的过程中，炉温低于1500℃，钢温低于1400℃。
8.根据权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述精炼的时间为4～6分钟。
9.根据权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述出钢的温度为1340～1380℃。
10.根据权利要求4所述的合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述冷却具体为冷却至室温。
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