CN106868426A - 一种非晶合金带材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种非晶合金带材及其制备方法，其中该非晶合金带材含有质量百分比为：10～15％的Si、4～6％的B、3～5％的C、2～4％的Nb，余量为Fe；其次上述非晶合金带材的制备步骤包括：(1)将相应质量百分比的Si、B、C、Nb及Fe放入坩埚；(2)惰性气体从坩埚底部输入经坩埚内部后至坩埚顶部输出，并保持坩埚内部真空度不变，同时开始缓慢加热至坩埚内部母合金成熔融状态；(3)在真空条件下采用单棍法制得非晶合金带材。本发明主要应用于非晶合金变压器中，并且能够减少异质形核的出现，提高了非晶合金带材的成品率。

Description

一种非晶合金带材及其制备方法
技术领域
本发明涉及变压器领域，尤其涉及一种适用于制作变压器铁芯的非晶合金带材及其该非晶合金带材的制备方法。
背景技术
目前，适用于制作变压器铁芯的非晶合金带材，其内部呈现短程有序、长程无序的原子排列结构。该非晶合金铁芯具有高强度、高弹性极限等优点，更主要的是相对于传统的硅钢片型铁芯，其空载耗损可以减少70％～80％，从而节省了大量的电力能源。
但是，在制备非晶合金的母合金中通常含有少量的活泼性元素，如镁、铝、锆、钛等。而这些活泼性元素极易在非晶合金成型过程中被氧化，从而在成型后的非晶合金带材内部形成无数个异质形核，进而影响了非晶合金带材的成材率，或者大大降低了非晶合金的临界尺寸，最终失去了最佳的应用价值。
发明内容
本发明的目的之一是为了提高非晶合金带材的成材率，进而提供了一种非晶合金带材。
本发明的目的之二是为了减少异质形核的出现，以便提高非晶合金带材的成材率，进而提供了一种非晶合金带材的制备方法。
本发明解决问题采用的技术方案是：
一种非晶合金带材，其含有质量百分比为：10～15％的Si、4～6％的B、3～5％的C、2～4％的Nb，余量为Fe。
通过实施上述技术方案，本发明中相对于现有技术添加了少量的C元素，该C元素的加入在消耗母合金中存在的O元素的同时，还能抑制活泼性元素被氧化，从而减少了异质形核的出现，提高了非晶合金带材的成品率。
进一步,含有质量百分比为：12％的Si、4.5％的B、5％的C、3％的Nb，余量为Fe。
所述带材的厚度为0.020～0.035mm,宽度为150～270mm。
一种适用于上述技术方案的非晶合金带材的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将相应质量百分比的Si、B、C、Nb及Fe放入坩埚；
(2)惰性气体从坩埚底部输入经坩埚内部后至坩埚顶部输出，并保持坩埚内部真空度不变，同时开始缓慢加热至坩埚内部母合金成熔融状态；
(3)在真空条件下采用单棍法制得非晶合金带材。
通过实施上述技术方案，在真空条件下冶炼母合金能够去除坩埚内部危害气体的干扰。同时通过惰性气体在坩埚内部形成循环，一方面能够及时带走因加热母合金而产生的危害气体，如氮气、氧气、二氧化碳等，另一方面还能搅动熔融状态的母合金，从而使其更能充分的融合；其次，缓慢加热的目的在于能够减少危害气体与活泼元素接触的机会，一旦危害气体产生，及时就会被惰性气体带至坩埚外，从而更进一步的提高了非晶合金带材的成品率。
所述步骤(2)所述的惰性气体是氩气。
所述步骤(2)所述坩埚内部真空度为500～1000pa。
所述步骤(2)所述的加热时间为30～40min。
进一步，自开始加热起，0～10min的加热温度为500℃,10～25min的加热温度为1100℃，剩余时间的加热温度为1370℃。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
将含有质量百分比为10％的Si、4％的B、3％的C、2％的Nb及余量为Fe的母合金放入真空坩埚中。封闭坩埚后，并向其内部输入以氩气为代表的惰性气体，该惰性气体应从坩埚底部输入经其内部后至坩埚顶部输出。与此同时开始加热坩埚，并保持坩埚内部的真空度为500pa。加热时应缓慢加热，自开始加热起计时，0～10min的加热温度为500℃,10～25min的加热温度为1100℃，剩余时间的加热温度为1370℃，整个加热过程应持续30min。最后在真空条件下，采用单棍法制得厚度为0.020mm,宽度为150mm的非晶合金带材成品。
该非晶合金带材中由于添加了少量的C元素，而C元素的加入在消耗母合金中存在的O元素的同时，还能抑制活泼性元素被氧化，从而减少了异质形核的出现，提高了非晶合金带材的成品率。
其次，在真空条件下冶炼母合金能够去除坩埚内部危害气体的干扰。同时通过惰性气体在坩埚内部形成循环，一方面能够及时带走因加热母合金而产生的危害气体，如氮气、氧气、二氧化碳等，另一方面还能搅动熔融状态的母合金，从而使其更能充分的融合；而缓慢加热的目的在于能够减少危害气体与活泼元素接触的机会，一旦危害气体产生，及时就会被惰性气体带至坩埚外，从而更进一步的提高了非晶合金带材的成品率。
实施例2
将含有质量百分比为15％的Si、6％的B、5％的C、4％的Nb及余量为Fe的母合金放入真空坩埚中。封闭坩埚后，并向其内部输入以氩气为代表的惰性气体，该惰性气体应从坩埚底部输入经其内部后至坩埚顶部输出。与此同时开始加热坩埚，并保持坩埚内部的真空度为750pa。加热时应缓慢加热，自开始加热起计时，0～10min的加热温度为500℃,10～25min的加热温度为1100℃，剩余时间的加热温度为1370℃，整个加热过程应持续35min。最后在真空条件下，采用单棍法制得厚度为0.020mm,宽度为270mm的非晶合金带材成品。
实施例3
将含有质量百分比为12％的Si、4.5％的B、5％的C、3％的Nb及余量为Fe的母合金放入真空坩埚中。封闭坩埚后，并向其内部输入以氩气为代表的惰性气体，该惰性气体应从坩埚底部输入经其内部后至坩埚顶部输出。与此同时开始加热坩埚，并保持坩埚内部的真空度为1000pa。加热时应缓慢加热，自开始加热起计时，0～10min的加热温度为500℃,10～25min的加热温度为1100℃，剩余时间的加热温度为1370℃，整个加热过程应持续40min。最后在真空条件下，采用单棍法制得厚度为0.035mm,宽度为270mm的非晶合金带材成品。

Claims (8)

1.一种非晶合金带材，其特征在于：含有质量百分比为：10～15％的Si、4～6％的B、3～5％的C、2～4％的Nb，余量为Fe。
2.如权利要求1所述的非晶合金带材，其特征在于：含有质量百分比为：12％的Si、4.5％的B、5％的C、3％的Nb，余量为Fe。
3.如权利要求1所述的非晶合金带材，其特征在于：所述带材的厚度为0.020～0.035mm,宽度为150～270mm。
4.一种适用于权利要求1至3任一所述的非晶合金带材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将相应质量百分比的Si、B、C、Nb及Fe放入坩埚；
(2)惰性气体从坩埚底部输入经坩埚内部后至坩埚顶部输出，并保持坩埚内部真空度不变，同时开始缓慢加热至坩埚内部母合金成熔融状态；
(3)在真空条件下采用单棍法制得非晶合金带材。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的惰性气体是氩气。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述坩埚内部真空度为500～1000pa。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的加热时间为30～40min。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：自开始加热起，0～10min的加热温度为500℃,10～25min的加热温度为1100℃，剩余时间的加热温度为1370℃。
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