CN110098028A - 铁基非晶软磁合金及其制备方法 - Google Patents

铁基非晶软磁合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供铁基非晶软磁合金及其制备方法，所述铁基非晶软磁合金的分子式为FeaSibBcCxYd；所述制备方法为将原材料进行配料；将配好的各原料加入熔练炉内进行熔炼，将熔炼好的熔体引至加热装置；连接加热装置与喷包；加热装置从喷包漏斗中浇注熔体，通过喷包至铜辊表面，熔体与铜辊接触后快速冷却，形成带材试样，即得到铁基非晶软磁合金。本发明提供的铁基非晶软磁合金在保证具备良好的非晶形成能力情况下，成功提升合金的磁性能。

Description

铁基非晶软磁合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及磁性功能合金技术领域，尤其涉及一种铁基非晶软磁合金及其制备方法。
背景技术
软磁合金是指一种能够迅速响应外磁场变化的合金，且具有低损耗，高饱和磁感应强度，较低功率损耗，工作稳定性好等特点。软磁合金的发展经历了电工纯铁、硅钢材料、坡莫合金、铁氧体材料到非晶磁性合金的发展过程。虽然目前硅钢材料和铁氧体材料仍然占软磁合金的主要部分，但硅钢材料的铁损较大，而铁氧体材料的饱和磁感应强度较低。
由于铁的成本较低，所以目前有关铁基非晶软磁合金的研究较为热门，但就现阶段已取得结果看，效果均不理想，在提高最大饱和磁感应强度时其非晶形成能力有所下降，或在提高非晶形成能力时其最大饱和磁感应强度又有所下降。所以如何解决在具有优异的非晶形成能力的情况下，尽可能的提升合金的磁性能是铁基非晶软磁合金发展的首要问题。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种铁基非晶软磁合金及其制备方法。
一种铁基非晶软磁合金，所述铁基非晶软磁合金的分子式为FeaSibBcCxYd,所述分子式中的a、b、c、x和d分别是相应元素的原子百分比，其中，所述a的选取范围为78≤a≤85，所述b的选取范围为2≤b≤13，所述c的选取范围为8≤c≤15，所述x的选取范围为0.1≤x≤3，所述d的选取范围为0.1≤d≤3，且a+b+c+x+d＝100。
在至少一个方式中，所述铁基非晶软磁合金为Fe80Si6B12C1Y1或Fe82.5Si4B12C1Y0.5。
一种铁基非晶软磁材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按照所述铁基非晶软磁材料分子式FeaSibBcCxYd，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料；
S2：将配好的各原材料加入熔炼炉或底注炉中的一种内，升温至1400℃～1550℃，熔炼1～2小时，熔炼过程中对熔体进行搅拌；再将熔体进行降温，降温至1300℃～1350℃，清除表面杂质且进行保温；
S3：取样检测熔体成分，通过成分调整，确保成分与所需成分一致；
S4：将成分合格后的熔体引流至加热装置，从加热装置中取样分析成分，再次确保成分与所需成分一致后，在0.5～1小时中均匀提高熔体温度至1450℃～1500℃，并进行保温；
S5：加热装置通过喷包进行浇注，熔体从喷包喷嘴中浇注至铜辊表面，形成熔潭，熔体与铜辊接触后快速冷却，形成带材试样，即得到铁基非晶软磁合金。
在至少一个方式中，所述S2中使用的原材料均为工业原料，且向熔炼炉或底注炉内通氩气或氮气中的一种，对原材料进行保护，对熔体进行降温后保温0.5～1小时。
在至少一个方式中，所述S4中向加热装置里通氩气或氮气中的一种，避免与空气接触，对熔体的保温时长为0.5～1小时。
在至少一个方式中，所述S4中的加热装置为底注炉或熔炼炉中的一种。
在至少一个方式中，所述S5中的喷包加热至1300℃～1400℃，并进行保温；喷包喷嘴温度升至800℃～900℃；加热装置与喷包连接处及喷包内部通入氩气或氮气中的一种。
在至少一个方式中，所述S5中熔潭通入一氧化碳进行保护。
在至少一个方式中，所述S5中铜辊以20～30m/s的线速度进行旋转。
在至少一个方式中，所述S5中的带材试样合格后，对其进行磁场退火处理，退火温度为300℃～400℃，退火时间为5～100分钟，形成磁场的电流值为200～300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
本发明提供的铁基非晶软磁合金形成能力强，制备出的带材试样光滑平整，韧性优异。
附图说明
图1示出了本发明提出的一种铁基非晶软磁材料制备方法的流程图。
图2为本发明实施例三的XRD图谱分析结果图。
图3为本发明实施例三的非晶带材试样饱和磁化曲线。
图4为本发明实施例三中测试条件下非晶带材试样磁滞回线图。
图5为本发明实施例四的XRD图谱分析结果图。
图6为本发明实施例四的非晶带材试样饱和磁化曲线。
图7为本发明实施例四中测试条件下非晶带材试样磁滞回线图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案、目的与方案的优点更加清楚明确，通过实施案例，来对本发明的技术做进一步的详细说明。应当知道，此处详细说明的实施案例仅作为解释本发明所用，并不限制本发明。
本发明提供一种铁基非晶软磁材料，在常见铁-硅-硼三元成分的基础之上，通过添加碳元素，有效提升其饱和磁感应强度；通过添加钇元素，起到净化钢液、去除氧化和提高钢液质量等效果；并且随着小原子尺寸碳和大原子尺寸钇的加入，使得体系内的各组原子尺寸差异增大，能够提升体系的非晶形成能力。该铁基非晶软磁材料的分子式为FeaSibBcCxYd，分子式中a、b、c、x和d分别为相应元素的原子百分比；其中，a的选取范围为78≤a≤85，b的选取范围为2≤b≤13，c的选取范围为8≤c≤15，x的选取范围为0.1≤x≤3，d的选取范围为0.1≤d≤3，且a+b+c+x+d＝100。
请参阅图1，图1为本发明提供的一种铁基非晶软磁合金的制备方法，包括如下步骤：
S1，按照所述铁基非晶软磁材料分子式FeaSibBcCxYd，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料；
S2，将配好的各原材料加入熔炼炉或底注炉中的一种内，升温至1400℃～1550℃，熔炼1～2小时，熔炼过程中对熔体进行搅拌；再将熔体进行降温，降温至1300℃～1350℃，清除表面杂质且进行保温；
S3，取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。
S4，将成分合格后的熔体引流至加热装置，从加热装置中取样分析成分，再次确保成分与所需成分一致后，在0.5～1小时中均匀提高熔体温度至1450℃～1500℃，并进行保温。
S5，加热装置通过喷包进行浇注，熔体从喷包喷嘴中浇注至铜辊表面，形成熔潭，熔体与铜辊接触后快速冷却，形成带材试样，即得到铁基非晶软磁合金。
在本实施方式中，所述S2中使用的原材料均为工业原料，且向熔炼炉或底注炉内通氩气或氮气中的一种，对原材料进行保护，对熔体进行降温后保温0.5～1小时。
在本实施方式中，所述S4中向加热装置里通氩气或氮气中的一种，避免与空气接触，对熔体的保温时长为0.5～1小时。
所述S4中的加热装置为底注炉或熔炼炉中的一种。
在本实施方式中，所述S5中的喷包加热至1300℃～1400℃，并进行保温；喷包喷嘴温度升至800℃～900℃；加热装置与喷包连接处及喷包内部通入氩气或氮气中的一种。
所述S5中熔潭通入一氧化碳进行保护。
所述S5中铜辊以20～30m/s的线速度进行旋转。
所述S5中的带材试样合格后，对其进行磁场退火处理，退火温度为300℃～400℃，退火时间为5～100分钟，形成磁场的电流值为200～300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
其中，原材料中纯铁为非晶合金专用纯铁，且对纯铁中的杂质元素进行看严格的把控；硅的纯度为99.7％～99.9％；硼铁中硼的含量为17％～19％；铁碳中间合金的含碳量为3％；钇铁合金的纯度为99.5％。
下面将结合具体实施案例及附图来解释铁基非晶软磁合金及其制备方法。
本发明第一实施例提供一种铁基非晶软磁合金Fe85Si3.9B10C0.1Y1。
Fe85Si3.9B10C0.1Y1的制备方法，包括如下步骤：
按照铁基非晶软磁材料的组分分子式Fe85Si3.9B10C0.1Y1，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料。
将配好原材料加入熔炼炉内，向熔炼炉内持续通入氩气或氮气，对原材料进行保护；在熔炼炉中采用大功率、感应熔炼合金熔体，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为2小时，在进行熔炼的过程中，对熔体行搅拌，保证熔体均匀；待熔炼温度降至1340℃时，将熔体表面杂质清理干净，保温0.5小时。
在熔炼过程中，会有材料的损耗，需取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。本实施例中采用熔炼炉对原材料进行冶炼，其他实施例中可替换为底注炉进行冶炼。
在氩气或氮气的保护下，将成分合格后的熔体，通过导流槽，引流至底注炉，向底注炉中持续通氩气或氮气进行保护，避免与空气接触；从底注炉中取样分析成分，再次确保成分与目标成分一致后，使熔体温度提升至1480±5℃，提升时间为1小时，到温后，保温镇静0.5小时。本实施例中，加热装置为底注炉。
将事先装配预热的喷包加热至1380℃，保温处理；将喷包喷嘴温度加热至880±5℃；到温后，将喷包移至处理好的水冷铜辊表面，精调喷嘴与铜辊之间的间距，同时，将底注炉移至喷包漏斗位置，二者之间的连接处及喷包内部均通入氩气或者氮气保护。底注炉通过喷包漏斗浇注熔体，熔体通过喷包喷嘴至铜辊表面，形成熔潭，熔潭由一氧化碳气体进行保护；熔体与以20～30m/s线速度转动铜辊接触快速冷却，形成带材试样，因此获得铁基非晶软磁合金。
形成的带材试样，检测其表面质量、韧性、宽度及叠片等性参数，并将合格带材于退火炉中进行磁场退火，退火的温度为370℃，退火时间为70分钟，所形成的磁场的电流值为300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
本发明第二实施例提供一种铁基非晶软磁合金Fe78Si13B8C0.9Y0.1。
Fe78Si13B8C0.9Y0.1的制备方法，包括如下步骤：
按照铁基非晶软磁材料的组分分子式Fe78Si13B8C0.9Y0.1，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料。
将配好原材料加入感应熔炼炉内，向感应熔炼炉内持续通入氩气或氮气，对原材料进行保护；在熔炼炉中采用大功率、感应熔炼合金熔体，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为2小时，在进行熔炼的过程中，对熔体行搅拌，保证熔体均匀；待熔炼温度降至1340℃时，将熔体表面杂质清理干净，保温0.5小时。
在熔炼过程中，会有材料的损耗，需取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。本实施例中采用熔炼炉对原材料进行冶炼，其他实施例中可替换为底注炉进行冶炼。
在氩气或氮气的保护下，将成分合格后的熔体，通过导流槽，引流至底注炉，向底注炉中持续通氩气或氮气进行保护，避免与空气接触；从底注炉中取样分析成分，再次确保成分与目标成分一致后，使熔体温度提升至1480±5℃，提升时间为1小时，到温后，保温镇静0.5小时。本实施例中，加热装置为底注炉。
将事先装配预热的喷包加热至1380℃，保温处理；将喷包喷嘴温度加热至880±5℃；到温后，将喷包移至处理好的水冷铜辊表面，精调喷嘴与铜辊之间的间距，同时，将底注炉移至喷包漏斗位置，二者之间的连接处及喷包内部均通入氩气或者氮气保护。底注炉通过漏斗浇注熔体，熔体通过喷包喷嘴至铜辊表面，形成熔潭，熔潭由一氧化碳气体进行保护；熔体与以20～30m/s线速度转动铜辊接触快速冷却，形成带材试样，因此获得铁基非晶软磁合金。
形成的带材试样，检测其表面质量、韧性、宽度及叠片等性能参数，并将合格带材于退火炉中进行磁场退火，退火的温度为370℃，退火时间为70分钟，所形成的磁场的电流值为300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
本发明第三实施例提供一种铁基非晶软磁合金Fe80Si6B12C1Y1。
Fe80Si6B12C1Y1的制备方法，包括如下步骤：
按照铁基非晶软磁材料的组分分子式Fe80Si6B12C1Y1，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料。
将配好原材料加入感应熔炼炉内，向感应熔炼炉内持续通入氩气或氮气，对原材料进行保护；在熔炼炉中采用大功率、感应熔炼合金熔体，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为2小时，在进行熔炼的过程中，对熔体行搅拌，保证熔体均匀；待熔炼温度降至1340℃时，将熔体表面杂质清理干净，保温0.5小时。
在熔炼过程中，会有材料的损耗，需取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。本实施例中采用熔炼炉对原材料进行冶炼，其他实施例中可替换为底注炉进行冶炼。
在氩气或氮气的保护下，将成分合格后的熔体，通过导流槽，引流至底注炉，向底注炉中持续通氩气或氮气进行保护，避免与空气接触；从底注炉中取样分析成分，再次确保成分与目标成分一致后，使熔体温度提升至1480±5℃，提升时间为1小时，到温后，保温镇静0.5小时。本实施例中，加热装置为底注炉。
将事先装配预热的喷包加热至1380℃，保温处理；将喷包喷嘴温度加热至880±5℃；到温后，将喷包移至处理好的水冷铜辊表面，精调喷嘴与铜辊之间的间距，同时，将底注炉移至喷包漏斗位置，二者之间的连接处及喷包内部均通入氩气或者氮气保护。底注炉通过漏斗浇注熔体，熔体通过喷包喷嘴至铜辊表面，形成熔潭，熔潭由一氧化碳气体进行保护；熔体与以20～30m/s线速度转动铜辊接触快速冷却，形成带材试样，因此获得铁基非晶软磁合金。
形成的带材试样，检测其表面质量、韧性、宽度及叠片等性能参数，并将合格带材于退火炉中进行磁场退火，退火的温度为370℃，退火时间为70分钟，所形成的磁场的电流值为300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
测试结果如图2所示，采用X射线衍射法(XRD)确定本发明合金为非晶太结构，XRD的衍射峰为非晶态结构具有的“馒头峰”，晶态结构存在尖锐的布拉格衍射峰；证明生产检测非晶带材为完全非晶态结构。
采用磁性能检测设备，检测分析上述退火之后的带材样品磁性能，请参阅图3，测试结果显示生产带材的最大饱和磁感应强度为1.70T。图4为磁感应强度在1.35T时，矫顽力的测试结果。在1.35T，50Hz测试条件下，Fe80Si6B12C1Y1测试数据如下表1所示：
表1
带材 激磁功率(VA/kg) 铁损(W/kg) 矫顽力(A/m)
Fe<sub>80</sub>Si<sub>6</sub>B<sub>12</sub>C<sub>1</sub>Y<sub>1</sub> 0.1123 0.09836 2.49
本发明第四实施例提供一种铁基非晶软磁合金Fe82.5Si4B12C1Y0.5。
Fe82.5Si4B12C1Y0.5的制备方法，包括如下步骤：
按照铁基非晶软磁材料的组分分子式Fe82.5Si4B12C1Y0.5，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料。
将配好的纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金原材料加入感应熔炼炉内，向感应熔炼炉内持续通入氩气或氮气，对原材料进行保护；在熔炼炉中采用大功率、感应熔炼合金熔体，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为2小时，在进行熔炼的过程中，通过电磁感应进行搅拌，保证熔体均匀；待熔炼温度降至1330℃时，将熔体表面杂质清理干净，保温0.5小时。
在熔炼过程中，会有材料的损耗，需取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。本实施例中采用熔炼炉对原材料进行冶炼，其他实施例中可替换为底注炉进行冶炼。
在氩气或氮气的保护下，将成分合格后的熔体，通过导流槽，引流至底注炉，向底注炉中持续通氩气或氮气进行保护，避免与空气接触；从底注炉中取样分析成分，再次确保成分与目标成分一致后，使熔体温度提升至1470±5℃，时间为1小时，到温后，保温镇静0.5小时。本实施例中，加热装置为底注炉。
将事先装配预热的喷包稳步加热至1380℃，保温处理；将喷包喷嘴温度加热至880±5℃；到温后，将喷包移至处理好的水冷铜辊表面，精调喷嘴与铜辊之间的间距，同时，将底注炉移至喷包漏斗位置，二者之间的连接处及喷包内部均通入氩气或者氮气保护。底注炉通过漏斗浇注熔体，熔体通过喷包喷嘴至铜辊表面，形成熔潭，熔潭由一氧化碳气体进行保护；熔体与以20～30m/s线速度转动铜辊接触快速冷却，形成带材试样，因此获得铁基非晶软磁合金。
形成的带材试样，检测其表面质量、韧性、宽度及叠片等性能参数，并将合格带材于退火炉中进行磁场退火，退火的温度为370℃，退火时间为70分钟，所形成的磁场的电流值为300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
测试结果如图5所示，采用X射线衍射法(XRD)确定本发明合金为非晶太结构，XRD的衍射峰为非晶态结构具有的“馒头峰”，晶态结构存在尖锐的布拉格衍射峰；证明生产检测非晶带材为完全非晶态结构。
采用磁性能检测设备，检测分析上述退火之后的带材样品磁性能，请参阅图6，测试结果显示生产带材的最大饱和磁感应强度为1.72T。图7为磁感应强度在1.35T时，矫顽力的测试结果。在1.35T，50Hz测试条件下，Fe82.5Si4B12C1Y0.5测试数据如下表2所示：
表2
带材 激磁功率(VA/kg) 铁损(W/kg) 矫顽力(A/m)
Fe<sub>82.5</sub>Si<sub>4</sub>B<sub>12</sub>C<sub>1</sub>Y<sub>0.5</sub> 0.08173 0.06943 2.296
本发明第五实施例提供一种铁基非晶软磁合金Fe83.9Si2B11C0.1Y3。
Fe83.9Si2B11C0.1Y3的制备方法，包括如下步骤：
按照铁基非晶软磁材料的组分分子式Fe83.9Si2B11C0.1Y3，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料。
将配好原材料加入感应熔炼炉内，向感应熔炼炉内持续通入氩气或氮气，对原材料进行保护；在熔炼炉中采用大功率、感应熔炼合金熔体，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为2小时，在进行熔炼的过程中，对熔体行搅拌，保证熔体均匀；待熔炼温度降至1340℃时，将熔体表面杂质清理干净，保温0.5小时。
在熔炼过程中，会有材料的损耗，需取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。本实施例中采用熔炼炉对原材料进行冶炼，其他实施例中可替换为底注炉进行冶炼。
在氩气或氮气的保护下，将成分合格后的熔体，通过导流槽，引流至底注炉，向底注炉中持续通氩气或氮气进行保护，避免与空气接触；从底注炉中取样分析成分，再次确保成分与目标成分一致后，使熔体温度提升至1480±5℃，提升时间为1小时，到温后，保温镇静0.5小时。本实施例中，加热装置为底注炉，其他实施例中，可由将熔炼炉直接替代底注炉。
将事先装配预热的喷包加热至1380℃，保温处理；将喷包喷嘴温度加热至880±5℃；到温后，将喷包移至处理好的水冷铜辊表面，精调喷嘴与铜辊之间的间距，同时，将底注炉移至喷包漏斗位置，二者之间的连接处及喷包内部均通入氩气或者氮气保护。底注炉通过漏斗浇注熔体，熔体通过喷包喷嘴至铜辊表面，形成熔潭，熔潭由一氧化碳气体进行保护；熔体与以20～30m/s线速度转动铜辊接触快速冷却，形成带材试样，因此获得铁基非晶软磁合金。
形成的带材试样，检测其表面质量、韧性、宽度及叠片等性能参数，并将合格带材于退火炉中进行磁场退火，退火的温度为370℃，退火时间为70分钟，所形成的磁场的电流值为300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
本发明第六实施例提供一种铁基非晶软磁合金Fe78Si3.9B15C3Y0.1。
Fe78Si3.9B15C3Y0.1的制备方法，包括如下步骤：
按照铁基非晶软磁材料的组分分子式Fe78Si3.9B15C3Y0.1，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料。
将配好原材料加入感应熔炼炉内，向感应熔炼炉内持续通入氩气或氮气，对原材料进行保护；在熔炼炉中采用大功率、感应熔炼合金熔体，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为2小时，在进行熔炼的过程中，对熔体行搅拌，保证熔体均匀；待熔炼温度降至1340℃时，将熔体表面杂质清理干净，保温0.5小时。
在熔炼过程中，会有材料的损耗，需取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。本实施例中采用熔炼炉对原材料进行冶炼，其他实施例中可替换为底注炉进行冶炼。
在氩气或氮气的保护下，将成分合格后的熔体，通过导流槽，引流至底注炉，向底注炉中持续通氩气或氮气进行保护，避免与空气接触；从底注炉中取样分析成分，再次确保成分与目标成分一致后，使熔体温度提升至1480±5℃，提升时间为1小时，到温后，保温镇静0.5小时。本实施例中，加热装置为底注炉。
将事先装配预热的喷包加热至1380℃，保温处理；将喷包喷嘴温度加热至880±5℃；到温后，将喷包移至处理好的水冷铜辊表面，精调喷嘴与铜辊之间的间距，同时，将底注炉移至喷包漏斗位置，二者之间的连接处及喷包内部均通入氩气或者氮气保护。底注炉通过漏斗浇注熔体，熔体通过喷包喷嘴至铜辊表面，形成熔潭，熔潭由一氧化碳气体进行保护；熔体与以20～30m/s线速度转动铜辊接触快速冷却，形成带材试样，因此获得铁基非晶软磁合金。
形成的带材试样，检测其表面质量、韧性、宽度及叠片等性能参数，并将合格带材于退火炉中进行磁场退火，退火的温度为370℃，退火时间为70分钟，所形成的磁场的电流值为300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
本发明第七实施例提供一种铁基非晶软磁合金Fe79Si9B8C3Y1。
Fe79Si9B8C3Y1的制备方法，包括如下步骤：
按照铁基非晶软磁材料的组分分子式Fe79Si9B8C3Y1，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料。
将配好原材料加入感应熔炼炉内，向感应熔炼炉内持续通入氩气或氮气，对原材料进行保护；在熔炼炉中采用大功率、感应熔炼合金熔体，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为2小时，在进行熔炼的过程中，对熔体行搅拌，保证熔体均匀；待熔炼温度降至1340℃时，将熔体表面杂质清理干净，保温0.5小时。
在熔炼过程中，会有材料的损耗，需取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。本实施例中采用熔炼炉对原材料进行冶炼，其他实施例中可替换为底注炉进行冶炼。
在氩气或氮气的保护下，将成分合格后的熔体，通过导流槽，引流至底注炉，向底注炉中持续通氩气或氮气进行保护，避免与空气接触；从底注炉中取样分析成分，再次确保成分与目标成分一致后，使熔体温度提升至1480±5℃，提升时间为1小时，到温后，保温镇静0.5小时。本实施例中，加热装置为底注炉。
将事先装配预热的喷包加热至1380℃，保温处理；将喷包喷嘴温度加热至880±5℃；到温后，将喷包移至处理好的水冷铜辊表面，精调喷嘴与铜辊之间的间距，同时，将底注炉移至喷包漏斗位置，二者之间的连接处及喷包内部均通入氩气或者氮气保护。底注炉通过漏斗浇注熔体，熔体通过喷包喷嘴至铜辊表面，形成熔潭，熔潭由一氧化碳气体进行保护；熔体与以20～30m/s线速度转动铜辊接触快速冷却，形成带材试样，因此获得铁基非晶软磁合金。
形成的带材试样，检测其表面质量、韧性、宽度及叠片等性能参数，并将合格带材于退火炉中进行磁场退火，退火的温度为370℃，退火时间为70分钟，所形成的磁场的电流值为300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
本发明第八实施例提供一种铁基非晶软磁合金Fe80Si3B13C1Y3。
Fe80Si3B13C1Y3的制备方法，包括如下步骤：
按照铁基非晶软磁材料的组分分子式Fe80Si3B13C1Y3，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料。
将配好原材料加入感应熔炼炉内，向感应熔炼炉内持续通入氩气或氮气，对原材料进行保护；在熔炼炉中采用大功率、感应熔炼合金熔体，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为2小时，在进行熔炼的过程中，对熔体行搅拌，保证熔体均匀；待熔炼温度降至1340℃时，将熔体表面杂质清理干净，保温0.5小时。
在熔炼过程中，会有材料的损耗，需取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。本实施例中采用熔炼炉对原材料进行冶炼，其他实施例中可替换为底注炉进行冶炼。
在氩气或氮气的保护下，将成分合格后的熔体，通过导流槽，引流至底注炉，向底注炉中持续通氩气或氮气进行保护，避免与空气接触；从底注炉中取样分析成分，再次确保成分与目标成分一致后，使熔体温度提升至1480±5℃，提升时间为1小时，到温后，保温镇静0.5小时。本实施例中，加热装置为底注炉。
将事先装配预热的喷包加热至1380℃，保温处理；将喷包喷嘴温度加热至880±5℃；到温后，将喷包移至处理好的水冷铜辊表面，精调喷嘴与铜辊之间的间距，同时，将底注炉移至喷包漏斗位置，二者之间的连接处及喷包内部均通入氩气或者氮气保护。底注炉通过漏斗浇注熔体，熔体通过喷包喷嘴至铜辊表面，形成熔潭，熔潭由一氧化碳气体进行保护；熔体与以20～30m/s线速度转动铜辊接触快速冷却，形成带材试样，因此获得铁基非晶软磁合金。
形成的带材试样，检测其表面质量、韧性、宽度及叠片等性能参数，并将合格带材于退火炉中进行磁场退火，退火的温度为370℃，退火时间为70分钟，所形成的磁场的电流值为300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
本发明第九实施例提供一种铁基非晶软磁合金Fe78Si5B11C3Y3。
Fe78Si5B11C3Y3的制备方法，包括如下步骤：
按照铁基非晶软磁材料的组分分子式Fe78Si5B11C3Y3，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料。
将配好原材料加入感应熔炼炉内，向感应熔炼炉内持续通入氩气或氮气，对原材料进行保护；在熔炼炉中采用大功率、感应熔炼合金熔体，熔炼温度为1450℃，熔炼时间为2小时，在进行熔炼的过程中，对熔体行搅拌，保证熔体均匀；待熔炼温度降至1340℃时，将熔体表面杂质清理干净，保温0.5小时。
在熔炼过程中，会有材料的损耗，需取样检测熔体成分，通过对成分的调整，确保最终成分与所需成分一致。本实施例中采用熔炼炉对原材料进行冶炼，其他实施例中可替换为底注炉进行冶炼。
在氩气或氮气的保护下，将成分合格后的熔体，通过导流槽，引流至底注炉，向底注炉中持续通氩气或氮气进行保护，避免与空气接触；从底注炉中取样分析成分，再次确保成分与目标成分一致后，使熔体温度提升至1480±5℃，提升时间为1小时，到温后，保温镇静0.5小时。本实施例中，加热装置为底注炉。
将事先装配预热的喷包加热至1380℃，保温处理；将喷包喷嘴温度加热至880±5℃；到温后，将喷包移至处理好的水冷铜辊表面，精调喷嘴与铜辊之间的间距，同时，将底注炉移至喷包漏斗位置，二者之间的连接处及喷包内部均通入氩气或者氮气保护。底注炉通过漏斗浇注熔体，熔体通过喷包喷嘴至铜辊表面，形成熔潭，熔潭由一氧化碳气体进行保护；熔体与以20～30m/s线速度转动铜辊接触快速冷却，形成带材试样，因此获得铁基非晶软磁合金。
形成的带材试样，检测其表面质量、韧性、宽度及叠片等性能参数，并将合格带材于退火炉中进行磁场退火，退火的温度为370℃，退火时间为70分钟，所形成的磁场的电流值为300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
本发明提供的铁基非晶软磁合金在改善合金磁性能的同时，也提高了非晶合金的形成能力。
另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种铁基非晶软磁合金，其特征在于：所述铁基非晶软磁合金的分子式为FeaSibBcCxYd,所述分子式中的a、b、c、x和d分别是相应元素的原子百分比，其中，所述a的选取范围为78≤a≤85，所述b的选取范围为2≤b≤13，所述c的选取范围为8≤c≤15，所述x的选取范围为0.1≤x≤3，所述d的选取范围为0.1≤d≤3，且a+b+c+x+d＝100。
2.根据权利要求1所述的铁基非晶软磁合金，其特征在于：所述铁基非晶软磁合金为Fe80Si6B12C1Y1或Fe82.5Si4B12C1Y0.5。
3.一种铁基非晶软磁合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：按照所述铁基非晶软磁材料分子式FeaSibBcCxYd，将原材料，纯铁、硅、硼铁、铁碳中间合金和钇铁合金进行配料；
S2：将配好的各原材料加入熔炼炉或底注炉中的一种内，升温至1400℃～1550℃，熔炼1～2小时，熔炼过程中对熔体进行搅拌；再将熔体进行降温，降温至1300℃～1350℃，清除表面杂质且进行保温；
S3:取样检测熔体成分，通过成分调整，确保成分与所需成分一致；
S4：将成分合格后的熔体引流至加热装置，从加热装置中取样分析成分，再次确保成分与所需成分一致后，在0.5～1小时中均匀提高熔体温度至1450℃～1500℃，并进行保温；
S5：加热装置通过喷包进行浇注，熔体从喷包喷嘴中浇注至铜辊表面，形成熔潭，熔体与铜辊接触后快速冷却，形成带材试样，即得到铁基非晶软磁合金。
4.根据权利要求3所述的铁基非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：所述S2中使用的原材料均为工业原料，且向熔炼炉或底注炉内通氩气或氮气中的一种，对原材料进行保护，对熔体进行降温后保温0.5～1小时。
5.根据权利要求3所述的铁基非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：所述S4中向加热装置里通氩气或氮气中的一种，避免与空气接触，对熔体的保温时长为0.5～1小时。
6.根据权利要求3所述的铁基非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：所述S4中的加热装置为底注炉或熔炼炉中的一种。
7.根据权利要求3所述的铁基非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：所述S5中的喷包加热至1300℃～1400℃，并进行保温；喷包喷嘴温度升至800℃～900℃；加热装置与喷包连接处及喷包内部通入氩气或氮气中的一种。
8.根据权利要求3所述的铁基非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：所述S5中熔潭通入一氧化碳进行保护。
9.根据权利要求3所述的铁基非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：所述S5中铜辊以20～30m/s的线速度进行旋转。
10.根据权利要求3所述的铁基非晶软磁合金的制备方法，其特征在于：所述S5中的带材试样合格后，对其进行磁场退火处理，退火温度为300℃～400℃，退火时间为5～100分钟，形成磁场的电流值为200～300A，磁性能检测条件为1.35T，50Hz。
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