CN110106455A - 一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带及其制备方法 - Google Patents

一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带及其制备方法，软磁铁基非晶合金薄带成分为FeaPbCcBdDe，且a+b+c+d+e＝100，其中b的原子百分比含量为9～17，c的原子百分含量为0.1～5，d的原子百分含量为0.1～5，e的原子百分含量为0.1～5，a为余量。本发明合金材料具有优异的软磁性能，良好的弯曲韧性，且成形性好、制备方法简单，生产成本低廉，可广泛应用于磁性材料领域。

Description

一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种非晶合金薄带，更特别地说，是指一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带及其制备方法。
背景技术
非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。
铁基非晶合金是由80％Fe及20％Si、B类金属元素所构成，它具有高饱和磁感应强度(1.54T)，磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点。
为了解决传统铁基非晶合金在热处理之后变脆的问题，有的通过加入P、C元素来替换Si元素，虽然优化了传统铁基非晶合金的脆性问题，但是其韧性不佳。
发明内容
为了提高软磁铁基非晶合金薄带的韧性，本发明设计了一种具有高磷、低碳软磁铁基非晶合金薄带。该薄带的成分是由Fe、P、C、B和D组成。
本发明的一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带，其成分为FeaPbCcBdDe，且a+b+c+d+e＝100，其中b的原子百分比含量为9～17，c的原子百分含量为0.1～5，d的原子百分含量为0.1～5，e的原子百分含量为0.1～5，a为余量；所述D元素可以是Co、Ni、Cu一种或多种。
制备高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带的方法，其特征在于有下列的步骤：
步骤一，配料；
按照FeaPbCcBdDe目标成分称取Fe、P、C、B、D各元素，各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
所述D为Co、Ni、Cu中的一种或一种以上；
所述FeaPbCcBdDe，且a+b+c+d+e＝100，其中b的原子百分比含量为9～17，c的原子百分含量为0.1～5，d的原子百分含量为0.1～5，e的原子百分含量为0.1～5，a为余量；
步骤二：熔炼母合金
将步骤一中称量好的Fe、P、C、B、D各元素混合均匀，并在真空电弧熔炼炉中进行熔炼，得到FeaPbCcBdDe目标合金锭；
熔炼参数：熔炼保护气氛为质量百分比为99.999％的氩气；
真空度为1×10-4Pa～8×10-3Pa；
熔炼电流为20A～200A；
熔炼时间：每遍熔炼1min～20min，熔炼1～10遍；
步骤三：熔体旋淬法制目标合金薄带
将步骤二中得到的FeaPbCcBdDe合金锭机械破碎成小块后预置于石英管中，石英管底部为扁口，宽度为2mm～10mm；然后将所述石英管放入快速凝固装置的真空感应熔炼炉中，待完全融化后喷射到高速旋转的铜轮上，制得FeaPbCcBdDe薄带；
参数设置：熔炼保护气氛为质量百分比为99.0％的氩气；
真空度为：6×10-2Pa～2×10-1Pa；
线圈感应电流为2A～20A；
熔炼时间：10s～180s；
喷射压：0.01MPa～0.1MPa；
铜轮转动速度：1000m/s～4000m/s；
步骤四：封管处理
将步骤三得到的FeaPbCcBdDe薄带装入一端封闭的石英管中，用真空泵将石英管抽至真空，再利用液化气火焰枪将石英管的另一端封闭，得到真空保存的FeaPbCcBdDe薄带；
参数设置：石英管的真空度：6×10-2Pa～2×10-1Pa；
步骤五：非晶合金热处理
将步骤四得到的真空保存的FeaPbCcBdDe薄带放入热处理温度为TX-80K的管式热处理炉中，热处理500s～1200s后取出，置于空气中冷却至室温，从石英管中取出，得到FeaPbCcBdDe软磁铁基非晶合金薄带。
本发明具有高磷、低碳的软磁铁基非晶合金薄带的优点在于：
①本发明制备的FeaPbCcBdDe系非晶合金薄带的成分范围广，具有优异的非晶形成能力，在合金组成成分的区域内可得到宽度为10～60mm，且能制成工业用铁芯的厚度为2～30mm的非晶薄带。
②本发明制备的FeaPbCcBdDe系非晶合金薄带，具有饱和磁化强度为1.45T～1.57T，矫顽力3.5A/m～5.0A/m，为软磁合金理论研究和实际应用提供了一种新材料。
③本发明制备的FeaPbCcBdDe系非晶合金薄带，热处理后仍保持优异的弯曲韧性，有利于其工业化应用。
④本发明制备的FeaPbCcBdDe系非晶合金薄带，采用Cu元素的加入，有利于合金非晶形成能力的提高。
⑤本发明制备的FeaPbCcBdDe系非晶合金薄带，采用Co、Ni铁磁性元素的加入，有利于合金软磁性能的改善。
附图说明
图1为本发明实例1中Fe81.5P14C2B2Co0.5非晶合金薄带DSC曲线。
图2为本发明实例1中Fe81.5P14C2B2Co0.5非晶合金薄带的X射线衍射图谱。
图3为本发明实例1中Fe81.5P14C2B2Co0.5非晶合金薄带VSM曲线。
图4为本发明实例1中Fe81.5P14C2B2Co0.5非晶合金薄带对折180度弯曲部分形貌。
图5为本发明实例1中Fe81.5P14C2B2Co0.5非晶合金薄带的宽度测量的照片。
图6为本发明实例1中Fe81.5P14C2B2Co0.5非晶合金薄带制得工业铁芯的厚度测量的照片。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明的一种具有高磷、低碳软磁铁基非晶合金薄带，该薄带的成分是由Fe、P、C、B和D组成；所述D元素可以是Co、Ni、Cu一种或多种。
本发明的软磁铁基非晶合金薄带成分为FeaPbCcBdDe，且a+b+c+d+e＝100，其中b的原子百分比含量为9～17，c的原子百分含量为0.1～5，d的原子百分含量为0.1～5，e的原子百分含量为0.1～5，a为余量。
制备本发明的具有高磷、低碳软磁铁基非晶合金薄带的方法包括有下列步骤：
步骤一，配料；
按照FeaPbCcBdDe目标成分称取Fe、P、C、B、D各元素，各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
所述D为Co、Ni、Cu中的一种或一种以上；
所述FeaPbCcBdDe，且a+b+c+d+e＝100，其中b的原子百分比含量为9～17，c的原子百分含量为0.1～5，d的原子百分含量为0.1～5，e的原子百分含量为0.1～5，a为余量；
步骤二：熔炼母合金
将步骤一中称量好的Fe、P、C、B、D各元素混合均匀，并在真空电弧熔炼炉中进行熔炼，得到FeaPbCcBdDe目标合金锭；
熔炼参数：熔炼保护气氛为质量百分比为99.999％的氩气；
真空度为1×10-4Pa～8×10-3Pa；
熔炼电流为20A～200A；
熔炼时间：每遍熔炼1min～20min，熔炼1～10遍；
步骤三：熔体旋淬法制目标合金薄带
将步骤二中得到的FeaPbCcBdDe合金锭机械破碎成小块后预置于石英管中，石英管底部为扁口，宽度为2mm～10mm；然后将所述石英管放入快速凝固装置的真空感应熔炼炉中，待完全融化后喷射到高速旋转的铜轮上，制得FeaPbCcBdDe薄带；
参数设置：熔炼保护气氛为质量百分比为99.0％的氩气；
真空度为：6×10-2Pa～2×10-1Pa；
线圈感应电流为2A～20A；
熔炼时间：10s～180s；
喷射压：0.01MPa～0.1MPa；
铜轮转动速度：1000m/s～4000m/s；
测试初始晶化温度TX
为了获得准确的热处理温度，在本发明中，经步骤三得到的FeaPbCcBdDe薄带需要先剪成碎片状，放入差式扫描量热仪(DSC)，测量分析所述FeaPbCcBdDe薄带的初始晶化温度TX。准确的初始晶化温度TX能够为热处理工艺提供参考，使FeaPbCcBdDe薄带在热处理中去除残余应力，提高软磁性能。
参数设置：样品的质量6～10mg；
升温区间：室温～950K；
升温速率：20K/min。
步骤四：封管处理
将步骤三得到的FeaPbCcBdDe薄带装入一端封闭的石英管中，用真空泵将石英管抽至真空，再利用液化气火焰枪将石英管的另一端封闭，得到真空保存的FeaPbCcBdDe薄带；
参数设置：石英管的真空度：6×10-2Pa～2×10-1Pa；
步骤五：非晶合金热处理
将步骤四得到的真空保存的FeaPbCcBdDe薄带放入热处理温度为TX－80K的管式热处理炉中，热处理500s～1200s后取出，置于空气中冷却至室温，从石英管中取出得到FeaPbCcBdDe软磁铁基非晶合金薄带。
性能检测：
将制得的FeaPbCcBdDe薄带采用日本理学Rigaku D/MAX-2200型X射线衍射仪进行结构分析。
将制得的FeaPbCcBdDe薄带采用德国耐驰404C型DSC设备进行初始晶化温度测试。
将制得的FeaPbCcBdDe薄带采用Lake Shore 7407型振动样品磁强计和MATS-2010SD软磁直流测试装置进行软磁性能测试。
将对折的薄带采用CamScan 3400型扫描电子显微镜对样品的形貌进行分析和观察。
本发明高磷、低碳的FeaPbCcBdDe软磁铁基非晶合金薄带的饱和磁化强度为1.45T～1.57T，矫顽力3.5A/m～5.0A/m；制得的FeaPbCcBdDe软磁铁基非晶合金薄带的宽度为10～60mm，且能制成工业用铁芯的厚度为2～30mm。
实施例1
制备Fe81.5P14C2B2Co0.5非晶合金薄带的方法包括有下列步骤：
步骤一，配料；
按照Fe81.5P14C2B2Co0.5目标成分称取Fe、P、C、B、Co各元素，各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
步骤二：熔炼母合金
将步骤一中称量好的Fe、P、C、B、Co各元素混合均匀，并在真空电弧熔炼炉中进行熔炼，得到Fe81.5P14C2B2Co0.5目标合金锭；
熔炼参数：熔炼保护气氛为质量百分比为99.999％的氩气；
真空度为8×10-3Pa；
熔炼电流为30A；
熔炼时间：每遍熔炼10min，熔炼5遍；
步骤三：熔体旋淬法制目标合金薄带
将步骤二中得到的Fe81.5P14C2B2Co0.5合金锭机械破碎成小块后预置于石英管中，石英管底部为扁口，宽度为10mm；然后将所述石英管放入快速凝固装置的真空感应熔炼炉中，待完全融化后喷射到高速旋转的铜轮上，制得Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带；
参数设置：熔炼保护气氛为质量百分比为99.0％的氩气；
真空度为：2×10-1Pa；
线圈感应电流为8A；
熔炼时间：20s；
喷射压：0.05MPa；
铜轮转动速度：2600m/s；
测试初始晶化温度TX
为了获得准确的热处理温度，在实施例1中经步骤三得到的Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带需要先剪成碎片状，放入差式扫描量热仪(DSC)，测量分析所述Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带的初始晶化温度TX，如图1所示，图中准确的初始晶化温度TX能够为热处理工艺提供参考，使Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带在热处理中去除残余应力，提高软磁性能。
参数设置：样品的质量7mg；
升温区间：室温～950K；
升温速率：20K/min。
对实施例1制得的Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带采用德国耐驰404C型DSC设备进行初始晶化温度测试，如图1所示，由DSC曲线分析得出Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带的初始晶化温度TX为708K。
步骤四：封管处理
将步骤三得到的Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带装入一端封闭的石英管中，用真空泵将石英管抽至真空，再利用液化气火焰枪将石英管的另一端封闭，得到真空保存的Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带；
参数设置：石英管的真空度：2×10-1Pa；
步骤五：非晶合金热处理
将步骤四的真空保存的Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带放入热处理温度为TX－80K的管式热处理炉中，热处理600s后取出，置于空气中冷却至室温，从石英管中取出得到Fe81.5P14C2B2Co0.5软磁铁基非晶合金薄带。
对实施例1制得的Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带采用日本理学Rigaku D/MAX-2200型X射线衍射仪进行结构分析，如图2所示，图中为非晶结构。
对实施例1制得的Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带采用Lake Shore 7407型振动样品磁强计和MATS-2010SD软磁直流测试装置进行软磁性能测试，如图3所示，Fe81.5P14C2B2Co0.5软磁材料的饱和磁化强度为1.57T，矫顽力3.8A/m。
材料的韧性是金属抵抗断裂的能力，即韧性是体现材料强度。这是因为韧性指的是材料从所承受的外加应力到断裂的过程所吸收的能量，使材料发生断裂消耗的能量越大，韧性越好。消耗能量意味着体系外要对材料做功，则表示需要有力和形变。对实施例1得的Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带，利用公式ε＝t/D-t计算薄带的弯曲率。薄带在淬态还是Tx-80K的温度热处理10分钟，ε为1，即表示为韧性。如图4所示，对折区域形成大量剪切带，证明薄带具有弯曲韧性。经实施例1制得的Fe81.5P14C2B2Co0.5薄带的宽度为60mm(如图5所示)，且能制成工业用铁芯，其厚度为30mm(如图6所示)。
在本发明中，采用与实施例1相同的步骤制备下表的各个软磁材料成分，其性能为：
实施例2
制备Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5非晶合金薄带的方法包括有下列步骤：
步骤一，配料；
按照Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5目标成分称取Fe、P、C、B、Co、Ni、Cu各元素，各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
步骤二：熔炼母合金
将步骤一中称量好的Fe、P、C、B、Co、Ni、Cu各元素混合均匀，并在真空电弧熔炼炉中进行熔炼，得到Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5目标合金锭；
熔炼参数：熔炼保护气氛为质量百分比为99.999％的氩气；
真空度为8×10-3Pa；
熔炼电流为20A；
熔炼时间：每遍熔炼10min，熔炼4遍；
步骤三：熔体旋淬法制目标合金薄带
将步骤二中得到的Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5合金锭机械破碎成小块后预置于石英管中，石英管底部为扁口，宽度为10mm；然后将所述石英管放入快速凝固装置的真空感应熔炼炉中，待完全融化后喷射到高速旋转的铜轮上，制得Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带；
参数设置：熔炼保护气氛为质量百分比为99.0％的氩气；
真空度为：2×10-1Pa；
线圈感应电流为8A；
熔炼时间：20s；
喷射压：0.05MPa；
铜轮转动速度：2600m/s；
测试初始晶化温度TX
为了获得准确的热处理温度，在本发明中，经步骤三得到的Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带需要先剪成碎片状，放入差式扫描量热仪(DSC)，测量分析所述Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带的初始晶化温度TX。准确的初始晶化温度TX能够为热处理工艺提供参考，使Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带在热处理中去除残余应力，提高软磁性能。
参数设置：样品的质量7mg；
升温区间：室温～950K；
升温速率：20K/min。
对步骤三制得的Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带采用德国耐驰404C型DSC设备进行初始晶化温度测试，由DSC曲线分析得出Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带的初始晶化温度为722K。
步骤四：封管处理
将步骤三得到的Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带装入一端封闭的石英管中，用真空泵将石英管抽至真空，再利用液化气火焰枪将石英管的另一端封闭，得到真空保存的Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带；
参数设置：石英管的真空度：2×10-1Pa；
步骤五：非晶合金热处理
将步骤四得到的真空保存的Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带放入热处理温度为TX－80K的管式热处理炉中，热处理600s后取出，置于空气中冷却至室温，从石英管中取出，得到Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5软磁铁基非晶合金薄带。
对实施例2制得的Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带采用日本理学Rigaku D/MAX-2200型X射线衍射仪进行结构分析，为非晶结构。
对实施例2制得的Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带采用Lake Shore7407型振动样品磁强计和MATS-2010SD软磁直流测试装置进行软磁性能测试进行软磁性能测试，Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带的饱和磁化强度为1.51T，矫顽力4.7A/m。
对实施例2制得的Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5薄带利用公式ε＝t/D-t计算薄带的弯曲率。薄带在淬态还是Tx-80K的温度热处理10分钟，ε为1，即表示为韧性。对折区域形成大量剪切带，证明薄带具有弯曲韧性。
实施例3
制备Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1非晶合金薄带的方法包括有下列步骤：
步骤一，配料；
按照Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1目标成分称取Fe、P、C、B、Co、Cu各元素，各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
步骤二：熔炼母合金
将步骤一中称量好的Fe、P、C、B、Co、Cu各元素混合均匀，并在真空电弧熔炼炉中进行熔炼，得到Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1目标合金锭；
熔炼参数：熔炼保护气氛为质量百分比为99.999％的氩气；
真空度为8×10-3Pa；
熔炼电流为30A；
熔炼时间：每遍熔炼10min，熔炼遍；
步骤三：熔体旋淬法制目标合金薄带
将步骤二中得到的Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1合金锭机械破碎成小块后预置于石英管中，石英管底部为扁口，宽度为10mm；然后将所述石英管放入快速凝固装置的真空感应熔炼炉中，待完全融化后喷射到高速旋转的铜轮上，制得Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带；
参数设置：熔炼保护气氛为质量百分比为99.0％的氩气；
真空度为：2×10-1Pa；
线圈感应电流为8A；
熔炼时间：20s；
喷射压：0.05MPa；
铜轮转动速度：2600m/s；
测试初始晶化温度TX
为了获得准确的热处理温度，在本发明中，经步骤三得到的Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带需要先剪成碎片状，放入差式扫描量热仪(DSC)，测量分析所述Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带的初始晶化温度TX。准确的初始晶化温度TX能够为热处理工艺提供参考，使Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带在热处理中去除残余应力，提高软磁性能。
参数设置：样品的质量7mg；
升温区间：室温～950K；
升温速率：20K/min。
对步骤三制得的Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带采用德国耐驰404C型DSC设备进行初始晶化温度测试，由DSC曲线分析得出Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带的初始晶化温度为655K。
步骤四：封管处理
将步骤三得到的Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带装入一端封闭的石英管中，用真空泵将石英管抽至真空，再利用液化气火焰枪将石英管的另一端封闭，得到真空保存的Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带；
参数设置：石英管的真空度：2×10-1Pa；
步骤五：非晶合金热处理
将步骤四得到的真空保存的Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带放入热处理温度为TX－80K的管式热处理炉中，热处理600s后取出，置于空气中冷却至室温，从石英管中取出，得到Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1软磁铁基非晶合金薄带。
对实施例3制得的Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带采用日本理学Rigaku D/MAX-2200型X射线衍射仪进行结构分析，为非晶结构。
对实施例3制得的Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带采用Lake Shore7407型振动样品磁强计和MATS-2010SD软磁直流测试装置进行软磁性能测试，Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带的饱和磁化强度为1.56T，矫顽力4.9A/m。
对实施例3制得的Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1薄带利用公式ε＝t/D-t计算薄带的弯曲率。薄带在淬态还是Tx-80K的温度热处理10分钟，ε为1，即表示为韧性。对折区域形成大量剪切带，证明薄带具有弯曲韧性。
需要说明的是，按照本发明上述各实施例，本领域技术人员是完全可以实现本发明独立权利要求及从属权利的全部范围的，实现过程及方法同上述各实施例；且本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带，其特征在于：软磁铁基非晶合金薄带成分为FeaPbCcBdDe，且a+b+c+d+e＝100，其中b的原子百分比含量为9～17，c的原子百分含量为0.1～5，d的原子百分含量为0.1～5，e的原子百分含量为0.1～5，a为余量；所述D元素可以是Co、Ni、Cu一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带，其特征在于：软磁铁基非晶合金薄带的成分有Fe81.5P14C2B2Co0.5或Fe76.5P17C1B1Co3Ni1Cu0.5或Fe86.5P9C0.5B2Co1Cu1。
3.根据权利要求1或2所述的一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带，其特征在于：FeaPbCcBdDe软磁铁基非晶合金薄带的饱和磁化强度为1.45T～1.57T，矫顽力3.5A/m～5.0A/m。
4.根据权利要求1或2所述的一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带，其特征在于：FeaPbCcBdDe软磁铁基非晶合金薄带的宽度为10～60mm，且能制成工业用铁芯的厚度为2～30mm。
5.制备权利要求1所述的一种高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带的方法，其特征在于有下列的步骤：
步骤一，配料；
按照FeaPbCcBdDe目标成分称取Fe、P、C、B、D各元素，各元素的质量百分比纯度不低于99.0％；
所述D为Co、Ni、Cu中的一种或一种以上；
所述FeaPbCcBdDe，且a+b+c+d+e＝100，其中b的原子百分比含量为9～17，c的原子百分含量为0.1～5，d的原子百分含量为0.1～5，e的原子百分含量为0.1～5，a为余量；
步骤二：熔炼母合金
将步骤一中称量好的Fe、P、C、B、D各元素混合均匀，并在真空电弧熔炼炉中进行熔炼，得到FeaPbCcBdDe目标合金锭；
熔炼参数：熔炼保护气氛为质量百分比为99.999％的氩气；
真空度为1×10-4Pa～8×10-3Pa；
熔炼电流为20A～200A；
熔炼时间：每遍熔炼1min～20min，熔炼1～10遍；
步骤三：熔体旋淬法制目标合金薄带
将步骤二中得到的FeaPbCcBdDe合金锭机械破碎成小块后预置于石英管中，石英管底部为扁口，宽度为2mm～10mm；然后将所述石英管放入快速凝固装置的真空感应熔炼炉中，待完全融化后喷射到高速旋转的铜轮上，制得FeaPbCcBdDe薄带；
参数设置：熔炼保护气氛为质量百分比为99.0％的氩气；
真空度为：6×10-2Pa～2×10-1Pa；
线圈感应电流为2A～20A；
熔炼时间：10s～180s；
喷射压：0.01MPa～0.1MPa；
铜轮转动速度：1000m/s～4000m/s；
步骤四：封管处理
将步骤三得到的FeaPbCcBdDe薄带装入一端封闭的石英管中，用真空泵将石英管抽至真空，再利用液化气火焰枪将石英管的另一端封闭，得到真空保存的FeaPbCcBdDe薄带；
参数设置：石英管的真空度：6×10-2Pa～2×10-1Pa；
步骤五：非晶合金热处理
将步骤四得到的真空保存的FeaPbCcBdDe薄带放入热处理温度为TX-80K的管式热处理炉中，热处理500s～1200s后取出，置于空气中冷却至室温，从石英管中取出，得到FeaPbCcBdDe软磁铁基非晶合金薄带。
6.根据权利要求5所述的制备高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带的方法，其特征在于：FeaPbCcBdDe软磁铁基非晶合金薄带的饱和磁化强度为1.45T～1.57T，矫顽力3.5A/m～5.0A/m。
7.根据权利要求5所述的制备高磷低碳软磁铁基非晶合金薄带的方法，其特征在于：FeaPbCcBdDe软磁铁基非晶合金薄带的宽度为10～60mm，且能制成工业用铁芯的厚度为2～30mm。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070175545A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-02 Nec Tokin Corporation Amorphous soft magnetic alloy and inductance component using the same
JP2009293099A (ja) * 2008-06-06 2009-12-17 Nec Tokin Corp 高耐食非晶質合金
CN107851507A (zh) * 2015-07-31 2018-03-27 杰富意钢铁株式会社 软磁性压粉磁芯的制造方法和软磁性压粉磁芯
CN109440022A (zh) * 2018-11-15 2019-03-08 北京航空航天大学 一种(FeaSibBcCudNbe)xMy软磁材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070175545A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-02 Nec Tokin Corporation Amorphous soft magnetic alloy and inductance component using the same
JP2009293099A (ja) * 2008-06-06 2009-12-17 Nec Tokin Corp 高耐食非晶質合金
CN107851507A (zh) * 2015-07-31 2018-03-27 杰富意钢铁株式会社 软磁性压粉磁芯的制造方法和软磁性压粉磁芯
CN109440022A (zh) * 2018-11-15 2019-03-08 北京航空航天大学 一种(FeaSibBcCudNbe)xMy软磁材料及其制备方法

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