CN111455159A - 铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺 - Google Patents

铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺 Download PDF

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CN111455159A CN202010311676.8A CN202010311676A CN111455159A CN 111455159 A CN111455159 A CN 111455159A CN 202010311676 A CN202010311676 A CN 202010311676A CN 111455159 A CN111455159 A CN 111455159A
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Abstract

本发明公开了铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，包括以下步骤：样品准备：设定连续热处理炉的设定温度和履带运行速度，一片铁基非晶合金带材单片或多片相同所需热处理温度的铁基非晶合金带材单片层叠放置构成一个待处理样品，不同所需热处理温度的待处理样品表面包覆具有不同热阻的保护介质，以在连续热处理炉的炉体内，使透过保护介质到达待测样品表面的加热温度降至样品层的所需热处理温度范围内；连续热处理：将不同所需热处理温度的待处理样品排列放置于连续热处理炉的履带上，开启连续热处理炉以对多个不同的待处理样品进行连续热处理。可实现多种不同的铁基非晶合金带材单片的连续化热处理，提高生产效率，且能保证材料性能稳定。

Description

铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺。
背景技术
随着铁基非晶合金应用的广泛性，铁基非晶合金带材环形样品热处理逐渐被铁基非晶合金带材单片所代替。在实际生产中，最终的热处理环节对铁基非晶合金带材单片的激磁、损耗和动态矫顽力等性能会产生很大影响。
传统的热处理工艺中，不同成分的铁基非晶合金带材单片的热处理制度是不同的，热处理制度尤其是热处理温度对铁基非晶合金带材单片性能的影响是十分显著的；要保证热处理后铁基非晶合金带材单片具有良好的磁性能，对于不同成分的铁基非晶单片其所需热处理温度也不同，即使实际热处理过程采用的处理温度与所需热处理温度相差5℃，也会对铁基非晶合金带材单片的激磁(Ss)、损耗(Ps)和动态矫顽力(Hc)等性能产生不利影响。
工业生产中，多采用连续热处理炉进行铁基非晶合金带材单片的热处理，由于不同成分的铁基非晶合金带材单片的热处理制度不同，特别是所需热处理温度不同，对不同成分的铁基非晶合金带材单片采用同台连续热处理炉处理，往往需要根据不同的需处理样品多次调节设备的设置温度，这种热处理方式会降低生产效率，也会对热处理温度的准确度产生一定影响，最终影响铁基非晶合金带材单片的性能。
发明内容
针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是，提供铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，该热处理工艺可采用同台连续热处理炉实现多种不同成分及不同规格的铁基非晶合金带材单片的连续化热处理，提高生产效率，且能保证铁基非晶合金带材单片的性能稳定。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，采用连续热处理炉热处理多种不同所需热处理温度的铁基非晶合金带材单片，包括以下步骤：
样品准备：设定所述连续热处理炉的设定温度和履带运行速度，一片铁基非晶合金带材单片或多片相同所需热处理温度的铁基非晶合金带材单片层叠放置构成一个待处理样品，不同所需热处理温度的所述待处理样品表面包覆具有不同热阻的保护介质，以在所述连续热处理炉的炉体内，使透过所述保护介质到达所述待测样品表面的加热温度降至所述样品层的所需热处理温度范围内；
连续热处理：将多个具有不同所需热处理温度的所述待处理样品排列放置于连续热处理炉的履带上，开启所述连续热处理炉使多个所述待处理样品依次通过所述连续热处理炉的炉体以对多个具有不同所需热处理温度的所述待处理样品进行连续热处理。
作为优选，所述样品准备步骤包括：对于不同所需热处理温度的待处理样品分别计算其所需热处理温度与所述设定温度的温度差，根据所述温度差计算包覆所述待处理样品的保护介质的所需的热阻，选择具有对应热阻的保护介质以在所述连续热处理炉的炉体内使透过所述保护介质到达所述待测样品表面的加热温度降至所述样品层的所需热处理温度范围，并在多个所述待处理样品表面分别包覆对应的保护介质。
作为优选，所述铁基非晶合金带材单片设为矩形单片，所述铁基非晶合金带材单片的长度尺寸范围设为300±2mm，宽度尺寸范围为120～300mm。
作为优选，单个所述待处理样品包括1-20片铁基非晶合金带材单片。
作为优选，所述履带运行的速度为2500-3500r/min。
作为优选，所述保护介质包括两片保护介质单片，两片所述保护介质单片分别覆盖于所述待测样品的顶层铁基非晶合金带材单片的上表面和底层铁基非晶合金带材单片的下表面。
作为优选，需热处理的铁基非晶合金带材单片包括第一铁基非晶合金带材单片和第二铁基非晶合金带材单片；所述第一铁基非晶合金带材单片的成分为铁含量91％～92％，硅含量5.38％～5.48％，硼含量2.48％～2.56％；所述第二铁基非晶合金带材单片的成分为铁含量92％～93％，硅含量4.21％～4.31％，硼含量2.37％～2.45％，碳含量0.24％～0.28％，所述百分比均为质量百分比，所述第一铁基非晶合金带材单片的所需热处理温度为386℃，所述第二铁基非晶合金带材单片所需热处理温度为379℃。
作为优选，所述的连续化热处理工艺采用三段控温、一段冷却、履带连续运转方式进行，所述三段控温的设置温度分别为357℃、380℃和380℃；由所述第一铁基非晶合金带材单片层叠组成的待测样品的的所述保护介质单片设为第一保护介质单片，所述第一保护介质单片为0.5-1.0mm铝板；由所述第二铁基非晶合金带材单片层叠组成的待测样品的所述保护介质单片设为第二保护介质单片，所述第二保护介质单片为2.5-3.2mm铝板。
作为优选，需热处理的铁基非晶合金带材单片还包括第三铁基非晶合金带材单片，所述第三铁基非晶合金带材单片的成分为铁含量94％～95％，硅含量2.3％～2.4％，硼含量2.8％～2.9％，碳含量0.24％～0.28％，所述第三铁基非晶合金带材单片的所需热处理温度为340℃。
作为优选，由所述第三铁基非晶合金带材单片层叠组成的待测样品的所述保护介质单片设为第三保护介质单片，所述第三保护介质单片为4.5-5.2mm铝板。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：提供了铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，该热处理工艺利用连续热处理炉中保护介质的导热性不同，弥补了不同铁基非晶合金单片的所需热处理温度的差异，从而采用同台连续热处理炉实现了多种不同成分及不同规格的铁基非晶合金带材单片的连续化热处理，提高了生产效率，且能保证铁基非晶合金带材单片的性能稳定。
附图说明
图1为不同待处理样品排列在履带上的状态示意图；
图中：1-第一铁基非晶合金带材单片，2-第一保护介质单片，3-第二铁基非晶合金带材单片，4-第二保护介质单片，5-履带。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
需要说明的是，在本发明的描述中指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，采用连续热处理炉热处理多种不同所需热处理温度的铁基非晶合金带材单片，包括以下步骤：
样品准备：设定所述连续热处理炉的设定温度和履带运行速度，一片铁基非晶合金带材单片或多片相同所需热处理温度的铁基非晶合金带材单片层叠放置构成一个待处理样品，不同所需热处理温度的所述待处理样品表面包覆具有不同热阻的保护介质，以在所述连续热处理炉的炉体内，使透过所述保护介质到达所述待测样品表面的加热温度降至所述样品层的所需热处理温度范围内；
连续热处理：将多个具有不同所需热处理温度的所述待处理样品排列放置于连续热处理炉的履带5上，开启所述连续热处理炉使多个所述待处理样品依次通过所述连续热处理炉的炉体以对多个具有不同所需热处理温度的所述待处理样品进行连续热处理。
上述铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺可在连续热处理炉设置温度参数既定情况下，利用不同热阻的保护介质的导热性差别实现对连续热处理炉中不同所需热处理温度的铁基非晶合金带材单片所受加热温度的调整，以弥补不同的铁基非晶合金单片的所需热处理温度的差异。无需对连续热处理炉设置温度进行频繁调整，即可采用同台连续热处理炉实现对多种不同成分及不同规格的铁基非晶合金带材单片的连续化热处理，提高了生产效率，且能通过对热处理温度的控制保证铁基非晶合金带材单片的性能稳定。
具体的，所述样品准备步骤包括：对于不同所需热处理温度的待处理样品分别计算其所需热处理温度与所述设定温度的温度差，根据所述温度差计算包覆所述待处理样品的保护介质的所需的热阻，选择具有对应热阻的保护介质以在所述连续热处理炉的炉体内使透过所述保护介质到达所述待测样品表面的加热温度降至所述样品层的所需热处理温度范围，并在多个所述待处理样品表面分别包覆对应的保护介质。
所述待处理样品的保护介质的选择可通过上述计算方法实现，也可通过实际测温实验进行筛选，即采用多种保护介质分别覆盖待处理样品，并分别测试在固定设备设置温度下哪个待处理样品能够的受热温度能够达到所需热处理温度，以筛选合适的保护介质。
具体的，所述铁基非晶合金带材单片设为矩形单片，所述铁基非晶合金带材单片的长度尺寸范围设为300±2mm，宽度尺寸范围为120～300mm。所述铁基非晶合金带材单片的长度尺寸可设为300±2mm中任一值，如298mm、300mm、302mm等；所述铁基非晶合金带材单片的宽度尺寸可设为120～300mm中任一值，如120mm、160mm、200mm、240mm、280mm、300mm等。
具体的，单个所述待处理样品包括1～20片铁基非晶合金带材单片。单个所述待处理样品包括的铁基非晶合金带材单片的片数可设为1～20片中任一值，如1片、5片、10片、15片、20片等。
具体的，所述履带运行的速度为2500-3500r/min。所述履带运行的速度可设为2500-3500r/min中任一值，如2500r/min、3000r/min、3500r/min。
具体的，单个待测样品的所述保护介质包括两片保护介质单片，两片所述保护介质单片分别覆盖于所述待测样品的顶层铁基非晶合金带材单片的上表面和底层铁基非晶合金带材单片的下表面。
所述保护介质除采用两片保护介质片外也可采用任意其他能够包覆所述待测样品表面大部分面积以控制其受热温度的结构，如采用可承装所述待测样品的保护介质盒体等。
目前，对保护介质的材料的选择确定主要参考以下两点：一是导热系数要大而且成本低；二是保护介质材料的硬度需确保保护介质在300-400℃环境温度下不变形。在本申请实施例中保护介质优选使用铝板作为保护介质片，铝板的导热系数大，生产成本较低，且铝板的硬度也能满足使用需求。
具体的，需热处理的铁基非晶合金带材单片包括第一铁基非晶合金带材单片和第二铁基非晶合金带材单片；所述第一铁基非晶合金带材单片的成分为铁含量91％～92％，硅含量5.38％～5.48％，硼含量2.48％～2.56％；所述第二铁基非晶合金带材单片的成分为铁含量92％～93％，硅含量4.21％～4.31％，硼含量2.37％～2.45％，碳含量0.24％～0.28％，所述百分比均为质量百分比，所述第一铁基非晶合金带材单片的所需热处理温度为386℃，所述第二铁基非晶合金带材单片所需热处理温度为379℃。
具体的，经测算需热处理的铁基非晶合金带材单片包括第一铁基非晶合金带材单片和第二铁基非晶合金带材单片时，要保证两种材料在热处理过程中均能达到其所需热处理温度，所述的连续化热处理工艺采用三段控温、一段冷却、履带连续运转方式进行，所述三段控温的设置温度分别为357℃、380℃和380℃；由所述第一铁基非晶合金带材单片层叠组成的待测样品的的所述保护介质单片设为第一保护介质单片，所述第一保护介质单片为0.5-1.0mm铝板；由所述第二铁基非晶合金带材单片层叠组成的待测样品的所述保护介质单片设为第二保护介质单片，所述第二保护介质单片为2.5-3.2mm铝板。
具体的，需热处理的铁基非晶合金带材单片还包括第三铁基非晶合金带材单片，所述第三铁基非晶合金带材单片的成分为铁含量94％～95％，硅含量2.3％～2.4％，硼含量2.8％～2.9％，碳含量0.24％～0.28％，所述第三铁基非晶合金带材单片的所需热处理温度为340℃。
具体的，要保证第三铁基非晶合金带材单片与第一铁基非晶合金带材单片和第二铁基非晶合金带材单片进行上述连续热处理过程中，第三铁基非晶合金带材单片能达到其所需热处理温度，由所述第三铁基非晶合金带材单片层叠组成的待测样品的所述保护介质单片设为第三保护介质单片，所述第三保护介质单片为4.5-5.2mm铝板。
实施例1
如图1所示，采用上述连续热处理工艺对两种不同的铁基非晶合金带材单片进行连续热处理，待处理的第一铁基非晶合金带材单片1和第二铁基非晶合金带材单片3的成分含量如下表：
Figure BDA0002458075760000101
其中，所述第一铁基非晶合金带材单片1和所述第二铁基非晶合金带材单片3均为宽度142mm，长度300mm的矩形片材；由所述第一铁基非晶合金带材单片1整齐层叠组成的单个所述待处理样品包含的单片片数为20片，单个所述待处理样品上、下表面各覆盖一片第一保护介质片2，所述第一保护介质片2选用0.8mm铝板，所述第一保护介质片2的形状和长度、宽度尺寸与所述第一铁基非晶合金带材单片1一致；由所述第二铁基非晶合金带材单片3整齐层叠组成的单个所述待处理样品包含的单片片数为20片，单个所述待处理样品上、下表面各覆盖一片第二保护介质片4，所述第二保护介质片选用3.0mm铝板，所述第二保护介质片4的形状和长度、宽度尺寸与所述第二铁基非晶合金带材单片3一致。
采用上述连续热处理工艺连续处理本实施例的第一铁基非晶合金带材单片1和所述第二铁基非晶合金带材单片3时，所述连续热处理炉采用三段控温、一段冷却、履带5连续运转方式进行，所述三段控温的设置温度分别为357℃、380℃和380℃，所述履带运行的速度为2800r/min。
采用常规非晶单片测量系统检测本实施例的20片第一铁基非晶合金带材单片1和所述第二铁基非晶合金带材单片3的性能，检测结果如下表所示：
Figure BDA0002458075760000111
从上述测试结果可以看出，本实施例采用同台连续热处理炉对两种不同成分的铁基非晶合金带材单片的连续化热处理，能够同时保证两种铁基非晶合金带材单片的性能稳定。
实施例2
采用上述连续热处理工艺对三种不同的铁基非晶合金带材单片进行连续热处理，待处理的第一铁基非晶合金带材单片、第二铁基非晶合金带材单片和第三铁基非晶合金带材单片的成分含量如下表：
Figure BDA0002458075760000112
Figure BDA0002458075760000121
其中，所述第一铁基非晶合金带材单片、第二铁基非晶合金带材单片和第三铁基非晶合金带材单片均为宽度170mm，长度300mm的矩形片材；由所述第一铁基非晶合金带材单片整齐层叠组成的单个所述待处理样品包含的单片片数为20片，单个所述待处理样品上、下表面各覆盖一片第一保护介质片，所述第一保护介质片选用0.8mm铝板，所述第一保护介质片的形状和长度、宽度尺寸与所述第一铁基非晶合金带材单片一致；由所述第二铁基非晶合金带材单片整齐层叠组成的单个所述待处理样品包含的单片片数为20片，单个所述待处理样品上、下表面各覆盖一片第二保护介质片，所述第二保护介质片选用3mm铝板，所述第二保护介质片的形状和长度、宽度尺寸与所述第二铁基非晶合金带材单片一致；由所述第三铁基非晶合金带材单片整齐层叠组成的单个所述待处理样品包含的单片片数为20片，单个所述待处理样品上、下表面各覆盖一片第三保护介质片，所述第三保护介质片选用5mm铝板，所述第三保护介质片的形状和长度、宽度尺寸与所述第三铁基非晶合金带材单片一致。
采用上述连续热处理工艺连续处理本实施例的第一铁基非晶合金带材单片、第二铁基非晶合金带材单片和第三铁基非晶合金带材单片时，所述连续热处理炉采用三段控温、一段冷却、履带5连续运转方式进行，所述三段控温的设置温度分别为357℃、380℃和380℃，所述履带运行的速度为2800r/min。
采用常规非晶单片测量系统检测本实施例的第一铁基非晶合金带材单片、第二铁基非晶合金带材单片和第三铁基非晶合金带材单片的性能，检测结果如下表所示：
Figure BDA0002458075760000131
从上述测试结果可以看出，本实施例采用同台连续热处理炉对三种不同成分的铁基非晶合金带材单片的连续化热处理，能够同时保证三种铁基非晶合金带材单片的性能稳定。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，采用连续热处理炉热处理多种不同所需热处理温度的铁基非晶合金带材单片，包括以下步骤：
样品准备：设定所述连续热处理炉的设定温度和履带运行速度，一片铁基非晶合金带材单片或多片相同所需热处理温度的铁基非晶合金带材单片层叠放置构成一个待处理样品，不同所需热处理温度的所述待处理样品表面包覆具有不同热阻的保护介质，以在所述连续热处理炉的炉体内，使透过所述保护介质到达所述待测样品表面的加热温度降至所述样品层的所需热处理温度范围内；
连续热处理：将多个具有不同所需热处理温度的所述待处理样品排列放置于连续热处理炉的履带上，开启所述连续热处理炉使多个所述待处理样品依次通过所述连续热处理炉的炉体以对多个具有不同所需热处理温度的所述待处理样品进行连续热处理。
2.根据权利要求1所述的铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，所述样品准备步骤包括：对于不同所需热处理温度的待处理样品分别计算其所需热处理温度与所述设定温度的温度差，根据所述温度差计算包覆所述待处理样品的保护介质的所需的热阻，选择具有对应热阻的保护介质以在所述连续热处理炉的炉体内使透过所述保护介质到达所述待测样品表面的加热温度降至所述样品层的所需热处理温度范围，并在多个所述待处理样品表面分别包覆对应的保护介质。
3.根据权利要求1所述的铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，所述铁基非晶合金带材单片设为矩形单片，所述铁基非晶合金带材单片的长度尺寸范围设为300±2mm，宽度尺寸范围为120～300mm。
4.根据权利要求1所述的铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，单个所述待处理样品包括1-20片铁基非晶合金带材单片。
5.根据权利要求1所述的铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，所述履带运行的速度为2500-3500r/min。
6.根据权利要求1所述的铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，所述保护介质包括两片保护介质单片，两片所述保护介质单片分别覆盖于所述待测样品的顶层铁基非晶合金带材单片的上表面和底层铁基非晶合金带材单片的下表面。
7.根据权利要求6所述的铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，需热处理的铁基非晶合金带材单片包括第一铁基非晶合金带材单片和第二铁基非晶合金带材单片；所述第一铁基非晶合金带材单片的成分为铁含量91％～92％，硅含量5.38％～5.48％，硼含量2.48％～2.56％；所述第二铁基非晶合金带材单片的成分为铁含量92％～93％，硅含量4.21％～4.31％，硼含量2.37％～2.45％，碳含量0.24％～0.28％，所述百分比均为质量百分比，所述第一铁基非晶合金带材单片的所需热处理温度为386℃，所述第二铁基非晶合金带材单片所需热处理温度为379℃。
8.根据权利要求7所述的铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，所述的连续化热处理工艺采用三段控温、一段冷却、履带连续运转方式进行，所述三段控温的设置温度分别为357℃、380℃和380℃；由所述第一铁基非晶合金带材单片层叠组成的待测样品的的所述保护介质单片设为第一保护介质单片，所述第一保护介质单片为0.5-1.0mm铝板；由所述第二铁基非晶合金带材单片层叠组成的待测样品的所述保护介质单片设为第二保护介质单片，所述第二保护介质单片为2.5-3.2mm铝板。
9.根据权利要求8所述的铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，需热处理的铁基非晶合金带材单片还包括第三铁基非晶合金带材单片，所述第三铁基非晶合金带材单片的成分为铁含量94％～95％，硅含量2.3％～2.4％，硼含量2.8％～2.9％，碳含量0.24％～0.28％，所述第三铁基非晶合金带材单片的所需热处理温度为340℃。
10.根据权利要求9所述的铁基非晶合金带材单片连续化热处理工艺，其特征在于，由所述第三铁基非晶合金带材单片层叠组成的待测样品的所述保护介质单片设为第三保护介质单片，所述第三保护介质单片为4.5-5.2mm铝板。
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