CN107377909B - 一种高强度非晶合金磁性带材制备方法 - Google Patents

一种高强度非晶合金磁性带材制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，包括以下步骤：称量非晶合金制备原料：硅4～6%、硼2～3%、铝1.0～1.5%、钴0.8～1.1%、钇0.05～0.10%、钼0.2～0.4%、镓0.10～0.15%、及余量铁；将非晶合金制备原料投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中加热熔融；将合金熔融液导流至合金浇注中间包中，合金浇注中间包设置两个合金浇注口，其中一个合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处，另一个合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处，两个合金浇注口流出的合金熔融液在快淬单辊的辊面冷却制得非晶合金带材。本发明能制备具有较大厚度的高强度非晶合金磁性带材。

Description

一种高强度非晶合金磁性带材制备方法
技术领域
本发明涉及一种非晶合金材料制备工艺技术领域，特别是一种高强度非晶合金磁性带材制备方法。
背景技术
非晶合金材料是一种相对于常规晶态合金材料，具有不同微观结构的一种材料，其主要通过快速冷凝的工艺使非晶合金材料中的原子结构呈无序排列，从而使非晶合金材料具有独特的力学性能、磁性能、耐腐蚀性能及电学性能等；非晶合金磁性带材具有优异磁性能，被广泛应用于电力电子、航天航空﹑交通运输﹑电子信息通讯等不同领域中。非晶合金磁性带材对制备条件的要求较为苛刻，冷却速度需达到每秒十万摄氏度以上，如果冷却效率不足或者非晶合金磁性带材的厚度过大，且容易导致非晶合金磁性带材冷却速率不足，使合金磁性带材内部的非晶结构减少，从而影响了合金磁性带材的性能；受非晶合金磁性带材厚度的限制，有些具有较高磁力学性能的非晶合金材料难以制备获得连续的磁性带材。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，能够制备获得具有较大厚度的高强度非晶合金磁性带材。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照以下元素质量百分比的配比称量非晶合金制备原料：硅元素4%～6%、硼元素2%～3%、铝元素1.0%～1.5%、钴元素0.8%～1.1%、钇元素0.05%～0.10%、钼元素0.2%～0.4%、镓元素0.10%～0.15%、以及余量的铁元素；
步骤二、将步骤一称量的非晶合金制备原料投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中，对中频感应熔炼炉内部抽真空，加热使中频感应熔炼炉中的非晶合金制备原料充分熔融混合，然后将合金熔融液降温至1400～1500℃，保温熔炼10～20分钟；
步骤三、将步骤二制得的合金熔融液导流至合金浇注中间包中，合金浇注中间包设置两个合金浇注口，其中一个合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处，另一个合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处，两个合金浇注口流出的合金熔融液在快淬单辊的辊面冷却制得非晶合金带材。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤三中，两个合金浇注口均设置于合金浇注中间包的侧壁上，且两个合金浇注口的高度不同：将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口高度低于将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口高度；且两个合金浇注口处各设置有一个导流挡板，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的导流挡板水平设置，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的导流挡板倾斜设置，使两个合金浇注口流出的合金熔融液在接触快淬单辊时的流动方向均与快淬单辊的辊面线速度方向一致。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤三中，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口的宽度为0.3～0.4毫米，且将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口的顶部高度与合金浇注中间包中合金熔融液的液面高度差为23～25厘米；将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口的宽度为0.1～0.2毫米，且将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口的顶部高度与合金浇注中间包中合金熔融液的液面高度差为13～15厘米。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤三中，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的导流挡板末端处的温度控制为1200～1400℃，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的导流挡板末端处的温度控制为1000～1200℃。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤三中，通过向将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的导流挡板吹冷却的防护气进行降温，防护气为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且混合气体中一氧化碳的体积占比为3%～5%。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，通过合金浇注中间上的两个合金浇注口向快淬单辊的辊面上浇淋合金熔融液，两个合金浇注口流出的合金熔融液层叠冷凝，能够制备较厚的非晶合金磁性带材，从而使非晶合金磁性带材的强度满足实际生产工艺的需要；且通过使两个合金浇注口流出的合金熔融液在接触快淬单辊时的流动方向均与快淬单辊的辊面线速度方向一致，避免两个合金浇注口流出的合金熔融液相互冲击影响非晶合金带材的成型质量。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来进一步详细说明本发明的技术内容。
具体实施例
本实施例所提供的一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按照以下元素质量百分比的配比称量非晶合金制备原料：硅元素4%～6%、硼元素2%～3%、铝元素1.0%～1.5%、钴元素0.8%～1.1%、钇元素0.05%～0.10%、钼元素0.2%～0.4%、镓元素0.10%～0.15%、以及余量的铁元素。
步骤二、将步骤一称量的非晶合金制备原料投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中，对中频感应熔炼炉内部抽真空，加热使中频感应熔炼炉中的非晶合金制备原料充分熔融混合，然后将合金熔融液降温至1400～1500℃，保温熔炼10～20分钟。
步骤三、将步骤二制得的合金熔融液导流至合金浇注中间包中，合金浇注中间包设置两个合金浇注口，其中一个合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处，另一个合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处，两个合金浇注口流出的合金熔融液在快淬单辊的辊面冷却制得非晶合金带材；
具体地，两个合金浇注口均设置于合金浇注中间包的侧壁上，且两个合金浇注口的高度不同：将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口高度低于将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口高度；且两个合金浇注口处各设置有一个导流挡板，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的导流挡板水平设置，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的导流挡板倾斜设置，使两个合金浇注口流出的合金熔融液在接触快淬单辊时的流动方向均与快淬单辊的辊面线速度方向一致。
将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口的宽度为0.3～0.4毫米，且将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口的顶部高度与合金浇注中间包中合金熔融液的液面高度差为23～25厘米；将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口的宽度为0.1～0.2毫米，且将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口的顶部高度与合金浇注中间包中合金熔融液的液面高度差为13～15厘米。将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的导流挡板末端处的温度控制为1200～1400℃，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的导流挡板末端处的温度控制为1000～1200℃。通过向将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的导流挡板吹冷却的防护气进行降温，防护气为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且混合气体中一氧化碳的体积占比为3%～5%。
本实施例制备的非晶合金磁性带材生产连续性好，不会出现非晶合金磁性带材断裂的情况。
对照实施例
本实施例所提供的一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，具体步骤与具体实施例相同，不同之处在于在步骤三中，仅仅由将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口工作，封堵住将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口的具体工艺参数与具体实施例相同。
本实施例制备的非晶合金磁性带材在生产过程中频繁出现断裂情况。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、按照以下元素质量百分比的配比称量非晶合金制备原料：硅元素4％～6％、硼元素2％～3％、铝元素1.0％～1.5％、钴元素0.8％～1.1％、钇元素0.05％～0.10％、钼元素0.2％～0.4％、镓元素0.10％～0.15％、以及余量的铁元素；
步骤二、将步骤一称量的非晶合金制备原料投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中，对中频感应熔炼炉内部抽真空，加热使中频感应熔炼炉中的非晶合金制备原料充分熔融混合，然后将合金熔融液降温至1400～1500℃，保温熔炼10～20分钟；
步骤三、将步骤二制得的合金熔融液导流至合金浇注中间包中，合金浇注中间包设置两个合金浇注口，其中一个合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处，另一个合金浇注口将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处，两个合金浇注口流出的合金熔融液在快淬单辊的辊面冷却制得非晶合金带材，两个合金浇注口均设置于合金浇注中间包的侧壁上，且两个合金浇注口的高度不同：将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口高度低于将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口高度；且两个合金浇注口处各设置有一个导流挡板，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的导流挡板水平设置，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的导流挡板倾斜设置，使两个合金浇注口流出的合金熔融液在接触快淬单辊时的流动方向均与快淬单辊的辊面线速度方向一致。
2.根据权利要求1所述的一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，其特征在于：在步骤三中，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口的宽度为0.3～0.4毫米，且将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的合金浇注口的顶部高度与合金浇注中间包中合金熔融液的液面高度差为23～25厘米；将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口的宽度为0.1～0.2毫米，且将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的合金浇注口的顶部高度与合金浇注中间包中合金熔融液的液面高度差为13～15厘米。
3.根据权利要求2所述的一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，其特征在于：在步骤三中，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点处的导流挡板末端处的温度控制为1200～1400℃，将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的导流挡板末端处的温度控制为1000～1200℃。
4.根据权利要求3所述的一种高强度非晶合金磁性带材制备方法，其特征在于：在步骤三中，通过向将合金熔融液浇淋到快淬单辊的辊面顶点下游处的导流挡板吹冷却的防护气进行降温，防护气为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且混合气体中一氧化碳的体积占比为3％～5％。
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