RU2706081C1 - METHOD OF MAKING A BAND FROM A SOFT MAGNETIC AMORPHOUS ALLOY WITH INCREASED MAGNETIC INDUCTION BASED ON THE Fe-Ni-Si-B SYSTEM - Google Patents
METHOD OF MAKING A BAND FROM A SOFT MAGNETIC AMORPHOUS ALLOY WITH INCREASED MAGNETIC INDUCTION BASED ON THE Fe-Ni-Si-B SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- RU2706081C1 RU2706081C1 RU2019122027A RU2019122027A RU2706081C1 RU 2706081 C1 RU2706081 C1 RU 2706081C1 RU 2019122027 A RU2019122027 A RU 2019122027A RU 2019122027 A RU2019122027 A RU 2019122027A RU 2706081 C1 RU2706081 C1 RU 2706081C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- melt
- cooling
- minutes
- amorphous
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/02—Amorphous alloys with iron as the major constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/04—Cores, Yokes, or armatures made from strips or ribbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к способам получения магнитно-мягких аморфных сплавов на основе системы Fe-Ni-Si-В, и может быть использовано при изготовлении магнитопроводов (сердечников) в импульсных и широкополосных трансформаторах, трансформаторов вторичных источников питания, дросселей фильтров и резонансных контуров.The invention relates to the field of metallurgy, specifically to methods for producing soft magnetic amorphous alloys based on the Fe-Ni-Si-B system, and can be used in the manufacture of magnetic cores (cores) in pulse and broadband transformers, transformers of secondary power supplies, filter chokes and resonant circuits.
Магнитная индукция в магнитно-мягких сплавах определяется соотношением количества ферромагнитных элементов (Fe и Ni) и аморфизирующих добавок: Si, В, Р, С. Наибольшей величиной магнитной индукции среди этих сплавов на основе системы Fe-Ni-Si-B обладает сплав 2 НСР. При величине индукции 1,5 Тл величина коэрцитивной силы сплава составляет 10-15 А/м.Magnetic induction in soft magnetic alloys is determined by the ratio of the number of ferromagnetic elements (Fe and Ni) and amorphous additives: Si, B, P, C. The highest magnitude of magnetic induction among these alloys based on the Fe-Ni-Si-B system is possessed by NDS alloy 2 . With an induction value of 1.5 T, the coercive force of the alloy is 10-15 A / m.
Известен способ получения аморфной ленты из сплава типа 2 НСР с увеличенной магнитной индукцией, который включает в себя:A known method of producing an amorphous tape from an alloy of type 2 NDS with increased magnetic induction, which includes:
а) изготовление расплава, состоящего из 2,0% Ni, 6,0% Si, 3,0% В, 0,5% Nb, 88,5% Fe (по массе), причем никель, кремний, ниобий и частично железо вводят в расплав поэлементно, а бор и оставшуюся часть железа - в виде ферробора соответствующей концентрации;a) the manufacture of a melt consisting of 2.0% Ni, 6.0% Si, 3.0% B, 0.5% Nb, 88.5% Fe (by weight), with nickel, silicon, niobium and partially iron injected into the melt elementwise, and boron and the remainder of the iron in the form of a ferroboron of appropriate concentration;
б) приготовление ленты путем эжектирования расплава под давлением через сопло на вращающийся металлический диск;b) the preparation of the tape by ejecting the melt under pressure through a nozzle onto a rotating metal disk;
в) термомагнитную обработку в поперечном магнитном поле с приложением упругих напряжений в направлении намагничивания.c) thermomagnetic treatment in a transverse magnetic field with the application of elastic stresses in the direction of magnetization.
При реализации такой технологии магнитная индукция сплава достигает величины 1,65-1,70 Тл. Однако, при этом с увеличением магнитной индукции одновременно происходит рост коэрцитивной силы до 50 А/м, что ухудшает магнитно-мягкие свойства сплава. ["Сталь", №6, С. 69-72. 2009].When implementing this technology, the magnetic induction of the alloy reaches 1.65-1.70 T. However, with an increase in magnetic induction, the coercive force increases to 50 A / m at the same time, which worsens the soft magnetic properties of the alloy. ["Steel", No. 6, S. 69-72. 2009].
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения ленты из сплава типа 2 НСР с высокой магнитной индукцией, который включает:Closest to the proposed method is a method for producing a tape from an alloy of type 2 NDS with high magnetic induction, which includes:
а) приготовление расплава, состоящего из 1,6% Ni, 3,0% В, 5,4% Si, 0,8% Nb, 0,3% Cu и 88,9% Fe (по массе), причем никель, кремний, ниобий, медь и частично железо вводят в расплав поэлементно, а бор и оставшуюся часть железа - в виде ферробора соответствующей концентрации;a) the preparation of a melt consisting of 1.6% Ni, 3.0% B, 5.4% Si, 0.8% Nb, 0.3% Cu and 88.9% Fe (by weight), moreover, nickel, silicon, niobium, copper and partially iron are introduced into the melt elementwise, and boron and the remaining iron are introduced in the form of ferroboron of the corresponding concentration;
б) приготовление ленты путем эжектирования расплава под давлением через сопло на вращающийся металлический диск;b) the preparation of the tape by ejecting the melt under pressure through a nozzle onto a rotating metal disk;
в) термомагнитную обработку ленты в поперечном магнитном поле с приложением упругих напряжений в направлении намагничивания ["Сталь" №3, С. 90-91. 2015 - прототип].c) thermomagnetic treatment of the tape in a transverse magnetic field with the application of elastic stresses in the direction of magnetization ["Steel" No. 3, P. 90-91. 2015 - prototype].
Такая технология позволяет увеличить значение магнитной индукции до значений В=1,65-1,8 Тл, но только при использовании схемы термомагнитной обработки, при которой охлаждение происходило при одновременном воздействии магнитного поля и упругой нагрузки и при этом величина коэрцитивной сохраняется на низком уровне и составляет 10-15 А/м.This technology allows you to increase the value of magnetic induction to values of B = 1.65-1.8 T, but only when using the thermomagnetic processing scheme, in which cooling occurred under the simultaneous influence of a magnetic field and elastic load, while the coercive value is kept at a low level and is 10-15 A / m.
Недостатком прототипа является технологическая сложность проведения термообработки одновременно в магнитном поле и при приложении внешних нагрузок определенной величины.The disadvantage of the prototype is the technological complexity of conducting heat treatment simultaneously in a magnetic field and when external loads of a certain size are applied.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение является получение высоких значений магнитной индукции сочетающихся с низкими значениями коэрцитивной силы.The problem to which the present invention is directed is to obtain high values of magnetic induction combined with low values of coercive force.
Техническим результатом изобретения является получение высоких значений магнитной индукции и низким уровнем коэрцитивной силы с упрощением способа изготовления.The technical result of the invention is to obtain high values of magnetic induction and a low level of coercive force with a simplification of the manufacturing method.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления ленты из магнитно-мягкого аморфного сплава Fe-Ni-Si-B-Nb-Cu с увеличенной магнитной индукцией, включающем приготовление расплава сплава Fe-Ni-Si-B, охлаждение на вращающемся закалочном металлическом диске и термическую обработку, согласно изобретению в расплав добавляют 15-30% шихты в виде аморфной ленты сплава Fe-Si-B-Nb-Cu, а термическую обработку ведут по режиму: нагрев до 450-500°С, выдержка 15-60 минут, охлаждение на воздухе, затем нагрев до 520-540°С, выдержка 5-15 минут, охлаждение на воздух. Получают ленту из сплава, содержащего мас. %: 1,4-1,7 никеля, 5,3-5,7 кремния, 2,6-3,0 бора, 0,5-1,1 ниобия, 0,2-0,5 меди, остальное железо. Сплав Fe-Ni-Si-B содержит, мас. %: 1,3-2,0 никеля, 2,8-3,2 бора, 4,9-5,5 кремния, остальное железо, а сплав Fe-Si-B-Nb-Cu содержит мас. %: 6.8-7,9 кремния, 1,2-1,9 бора, 3,9-5,6 ниобия, 0,8-1,3 меди, остальное железо.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a tape from a magnetically soft amorphous Fe-Ni-Si-B-Nb-Cu alloy with increased magnetic induction, including the preparation of a Fe-Ni-Si-B alloy melt, cooling on a rotating quenching metal 15-30% of the charge in the form of an amorphous Fe-Si-B-Nb-Cu alloy ribbon is added to the melt and the heat treatment according to the invention, and the heat treatment is carried out according to the regime: heating to 450-500 ° C, holding for 15-60 minutes , cooling in air, then heating to 520-540 ° С, holding for 5-15 minutes, cooling in zduh. Get a tape from an alloy containing wt. %: 1.4-1.7 nickel, 5.3-5.7 silicon, 2.6-3.0 boron, 0.5-1.1 niobium, 0.2-0.5 copper, the rest is iron. Alloy Fe-Ni-Si-B contains, by weight. %: 1.3-2.0 nickel, 2.8-3.2 boron, 4.9-5.5 silicon, the rest is iron, and the alloy Fe-Si-B-Nb-Cu contains wt. %: 6.8-7.9 silicon, 1.2-1.9 boron, 3.9-5.6 niobium, 0.8-1.3 copper, the rest is iron.
Экспериментально установлено, что добавка в расплав на основе системы Fe-Ni-Si-B состава (мас. %) 1,3-2,0 никеля, 4,9-5,5 кремния, 2,8-3,2 бора, остальное железо 15-30% шихты сплава Fe-Si-B-Nb-Cu состава (мас. %) 6,8-7,9 кремния, 1,2-1,9 бора, 3,9-5,6 ниобия, 0,8-1,3 меди, остальное железо в виде аморфной ленты приводит к увеличению магнитной индукции в аморфной ленте, полученной из этого расплава до 1,8 Тл. При этом коэрцитивная сила составляет 10-15 А/м. При введении в расплав менее 15% шихты в виде аморфной ленты индукция возрастает с одновременным ростом коэрцитивной силы, а при введении в расплав более 30% шихты наблюдается снижение магнитной индукции до 1,35-1,40 Тл.It was experimentally established that the addition to the melt based on the Fe-Ni-Si-B system of the composition (wt.%) 1.3-2.0 nickel, 4.9-5.5 silicon, 2.8-3.2 boron, the rest is iron 15-30% of the charge of the alloy Fe-Si-B-Nb-Cu composition (wt.%) 6.8-7.9 silicon, 1.2-1.9 boron, 3.9-5.6 niobium, 0.8-1.3 copper, the rest of the iron in the form of an amorphous tape leads to an increase in magnetic induction in the amorphous tape obtained from this melt to 1.8 T. In this case, the coercive force is 10-15 A / m. When less than 15% of the charge in the form of an amorphous tape is introduced into the melt, the induction increases with a simultaneous increase in the coercive force, and when more than 30% of the charge is introduced into the melt, the magnetic induction decreases to 1.35-1.40 T.
При проведении первой термообработки выдержка менее 15 минут не ведет к увеличению индукции, а при выдержке больше 60 минут достигнутое значение высокой индукции далее не растет. При проведении второй термообработки выдержка менее пяти минут не ведет к росту индукции, а при выдержке 15 минут начинается процесс кристаллизации с мгновенным ростом коэрцитивной силы до значений Н(с)=400-600 А/м и снижением индукции до значений 1,35-1,40 Тл.During the first heat treatment, exposure of less than 15 minutes does not lead to an increase in induction, and when holding for more than 60 minutes, the achieved value of high induction does not further increase. During the second heat treatment, holding for less than five minutes does not lead to an increase in induction, and when holding for 15 minutes, the crystallization process begins with an instantaneous increase in coercive force to N (s) = 400-600 A / m and a decrease in induction to 1.35-1 , 40 T.
Пример.Example.
Сплав состава l,6%Ni+5,44%Si+2,78%B+0,78%Nb+0,28%Cu, остальное Fe выплавлялся при смешении в расплаве 80% сплава Fe-Ni-Si-B состава l,6%Ni+4,98%Si+2,85%В, остальное Fe с 20% шихты из сплава Fe-Si-B-Nb-Cu в виде аморфной ленты состава 6,8%Si+l,5%B+3,9%Nb+l,2%Cu, остальное Fe. Полученная аморфная лента проходила двухступенчатую термообработку по режиму: нагрев до 500°С, выдержка 20 минут, охлаждение на воздухе, затем нагрев до 530°С, выдержка 7 минут, охлаждение на воздухе. Магнитные свойства, измеренные на тороидальных образцах по стандартной методике, показали значение магнитной индукции 1,78 Тл и коэрцитивной силы 12 А/м.Alloy of composition l, 6% Ni + 5.44% Si + 2.78% B + 0.78% Nb + 0.28% Cu, the rest of Fe was smelted by mixing in a melt 80% of an alloy of Fe-Ni-Si-B composition l, 6% Ni + 4.98% Si + 2.85% B, the rest Fe with 20% of a mixture of Fe-Si-B-Nb-Cu alloy in the form of an amorphous ribbon of 6.8% Si + l, 5% B + 3.9% Nb + l, 2% Cu, the rest Fe. The obtained amorphous tape underwent a two-stage heat treatment according to the regime: heating to 500 ° C, holding for 20 minutes, cooling in air, then heating to 530 ° C, holding for 7 minutes, cooling in air. The magnetic properties measured on toroidal samples by a standard method showed a magnetic induction of 1.78 T and a coercive force of 12 A / m.
Таким образом, высокие значения магнитной индукции с низкими значениями коэрцитивной силы получены без применения термомагнитной обработки совместно с упругими нагрузками определенной величины, как в прототипе, а по упрощенной схеме, заявленной в данном способе.Thus, high values of magnetic induction with low values of coercive force were obtained without the use of thermomagnetic processing together with elastic loads of a certain size, as in the prototype, and according to the simplified scheme claimed in this method.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122027A RU2706081C1 (en) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | METHOD OF MAKING A BAND FROM A SOFT MAGNETIC AMORPHOUS ALLOY WITH INCREASED MAGNETIC INDUCTION BASED ON THE Fe-Ni-Si-B SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122027A RU2706081C1 (en) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | METHOD OF MAKING A BAND FROM A SOFT MAGNETIC AMORPHOUS ALLOY WITH INCREASED MAGNETIC INDUCTION BASED ON THE Fe-Ni-Si-B SYSTEM |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2706081C1 true RU2706081C1 (en) | 2019-11-13 |
Family
ID=68579931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019122027A RU2706081C1 (en) | 2019-07-12 | 2019-07-12 | METHOD OF MAKING A BAND FROM A SOFT MAGNETIC AMORPHOUS ALLOY WITH INCREASED MAGNETIC INDUCTION BASED ON THE Fe-Ni-Si-B SYSTEM |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2706081C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11753707B2 (en) | 2019-01-09 | 2023-09-12 | Jingran WANG | Amorphous strip master alloy and method for preparing same |
RU2805666C2 (en) * | 2020-01-09 | 2023-10-23 | ВАН, Цзяхао | Amorphous sheet alloy and method for its production |
CN116959836A (en) * | 2023-07-10 | 2023-10-27 | 唐山非晶科技有限公司 | Amorphous magnetic yoke special for induction furnace and preparation method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2044352C1 (en) * | 1993-10-29 | 1995-09-20 | Научно-исследовательский институт материалов электронной техники | Amorphous magnetically soft alloy |
US7425239B2 (en) * | 2004-07-05 | 2008-09-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Fe-based amorphous alloy ribbon |
US8007600B2 (en) * | 2007-04-25 | 2011-08-30 | Hitachi Metals, Ltd. | Soft magnetic thin strip, process for production of the same, magnetic parts, and amorphous thin strip |
RU2528623C1 (en) * | 2010-08-31 | 2014-09-20 | Метглас, Инк. | Tape from ferromagnetic alloy with reduced amount of surface defects and its application |
EP2261385B1 (en) * | 2008-03-31 | 2017-06-07 | Hitachi Metals, Ltd. | Thin strip of amorphous alloy, nanocrystal soft magnetic alloy, and magnetic core |
-
2019
- 2019-07-12 RU RU2019122027A patent/RU2706081C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2044352C1 (en) * | 1993-10-29 | 1995-09-20 | Научно-исследовательский институт материалов электронной техники | Amorphous magnetically soft alloy |
US7425239B2 (en) * | 2004-07-05 | 2008-09-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Fe-based amorphous alloy ribbon |
US8007600B2 (en) * | 2007-04-25 | 2011-08-30 | Hitachi Metals, Ltd. | Soft magnetic thin strip, process for production of the same, magnetic parts, and amorphous thin strip |
EP2149616B1 (en) * | 2007-04-25 | 2017-01-11 | Hitachi Metals, Ltd. | Soft magnetic thin strip, process for production of the same, magnetic parts, and amorphous thin strip |
EP2261385B1 (en) * | 2008-03-31 | 2017-06-07 | Hitachi Metals, Ltd. | Thin strip of amorphous alloy, nanocrystal soft magnetic alloy, and magnetic core |
RU2528623C1 (en) * | 2010-08-31 | 2014-09-20 | Метглас, Инк. | Tape from ferromagnetic alloy with reduced amount of surface defects and its application |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11753707B2 (en) | 2019-01-09 | 2023-09-12 | Jingran WANG | Amorphous strip master alloy and method for preparing same |
RU2805666C2 (en) * | 2020-01-09 | 2023-10-23 | ВАН, Цзяхао | Amorphous sheet alloy and method for its production |
CN116959836A (en) * | 2023-07-10 | 2023-10-27 | 唐山非晶科技有限公司 | Amorphous magnetic yoke special for induction furnace and preparation method thereof |
CN116959836B (en) * | 2023-07-10 | 2024-03-22 | 唐山非晶科技有限公司 | Amorphous magnetic yoke special for induction furnace and preparation method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5316920B2 (en) | Soft magnetic alloys, alloy ribbons with an amorphous phase as the main phase, and magnetic components | |
CN107464649B (en) | Magnetic core with linear hysteresis loop | |
CN101840763A (en) | Iron-based nano-crystalline magnetically-soft alloy having high saturation magnetic induction intensity | |
JPH03219009A (en) | Production of fe-base soft-magnetic alloy | |
RU2706081C1 (en) | METHOD OF MAKING A BAND FROM A SOFT MAGNETIC AMORPHOUS ALLOY WITH INCREASED MAGNETIC INDUCTION BASED ON THE Fe-Ni-Si-B SYSTEM | |
JP6024831B2 (en) | Method for producing Fe-based nanocrystalline alloy and method for producing Fe-based nanocrystalline alloy magnetic core | |
JP5505563B2 (en) | Fe-based amorphous alloy and powder magnetic core using Fe-based amorphous alloy powder | |
CN105014065A (en) | Fe-Si-Al soft magnetic powder | |
JP6191855B2 (en) | Soft magnetic metal powder and high frequency powder magnetic core | |
JP2710949B2 (en) | Manufacturing method of ultra-microcrystalline soft magnetic alloy | |
JP2005520931A (en) | Iron-based amorphous alloy with linear BH loop | |
JPH0885821A (en) | Production of nano-crystal alloy with high magnetic permeability | |
US4274888A (en) | Magnetic cores | |
CN110853907A (en) | Iron-silicon-aluminum-nickel soft magnetic powder core with effective magnetic conductivity of 90 for switching power supply and preparation method thereof | |
RU2121520C1 (en) | High-induction amorphous alloy with low electromagnetic losses and product made from this alloy | |
Nguyen et al. | Evaluation of microstructure and magnetic performance of Fe-6.5 wt% Si soft magnetic powder core | |
RU2794652C1 (en) | MAGNETICALLY SOFT AMORPHOUS MATERIAL BASED ON Fe-Ni IN THE FORM OF A BELT | |
JPH0811818B2 (en) | Heat treatment method for toroidal amorphous magnetic core | |
JP2000252111A (en) | High-frequency saturable magnetic core and device using the same | |
JPH0257683B2 (en) | ||
CN114639528A (en) | Magnet for inductor and method for manufacturing magnetic material containing same | |
CN116864251A (en) | Nanocrystalline magnetic core and preparation method and application thereof | |
JPS59150404A (en) | Electromagnetic device | |
CN117051337A (en) | Amorphous nanocrystalline alloy and preparation method and application thereof | |
CN117286408A (en) | high-DC superposition property Fe-Si-Al soft magnetic alloy, preparation method and application thereof |