專利名稱：一種鐵基非晶軟磁合金材料及制備方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料技術領域，涉及一種低鎳低矯頑力鐵基非晶軟磁合金材料及制備方法。
背景技術：
CN200810231988. 7號申請涉及一種Fe — Ni軟磁合金薄帶的成形方法，步驟如下將鐵和鎳絲熔配為合金，將熔配好的合金放入真空室的底部有孔的石英試管中，循環三次抽真空和反充入高純Ar氣；采用高頻電磁方法加熱熔配合金，再將Ar氣充入石英試管將熔融態樣品吹至旋轉的轉輪上成合金薄帶；將所得合金薄帶在Ar氣保護下在400°C條件下保溫I小時，然后隨爐冷卻至室溫下出爐。將純度99. 8%的鐵和99. 98%的鎳絲在有高純Ar 氣保護下熔配為Fe-78wt% Ni合金，樣品質量2. 5克，控制其中Ni的含量在77_79wt%。該申請采用LakeShore735VSM振動磁強儀測量其實施例中平行于薄帶表面的飽合磁化強度為100. 6-100. 2emu/g,采用KM-Ot ype List-Koerzimeter矯頑力儀測量其矯頑力為59. 8- 62 A/m。其存在的主要問題是該方法鎳用量大，另外矯頑力高。
發明內容
本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種鐵基非晶軟磁合金材料，該合金材料不僅具有較低的矯頑力，而且具有較低的鎳含量。本發明的另一目的是提供一種鐵基非晶軟磁合金材料制備方法，該制備方法工藝簡單,生產成本低,適于工業化生產。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
一種鐵基非晶軟磁合金材料，其特征是其成分的重量百分含量為Ni為24-29%，Gd 3. 0-6. 0 %, VI. 0-3. 0 %, HfO. 01-0. 03 %, All. 0-3. 0 % , Dy 0. 05-0. 09 %, Ta0. 05-0. 09%, ErO. 01-0. 03%，其余為 Fe。上述鐵基非晶軟磁合金材料的制備過程如下
(1)首先按照上述重量百分含量進行配料，原料Ni、V、Hf、Al、Dy、Ta、Er、Fe的純度均大于99. 9%, Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35% ；
(2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1510-1530°C，澆注冷卻后得到母合
金；
(3)將所述母合金放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1500-1510°C;所述重熔管式坩堝放入真空感應成型爐內，其頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下2-4mm處，所述重熔管式坩堝內放置一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內壁的間隙為
0.5-0. 9mm,所述母合金置于重熔管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，熔化后被轉輪輪緣拖拽形成合金絲；(4)然后將合金絲置于100-150°C，保溫2-4小時，即得到鐵基非晶軟磁合金材料。步驟3)中真空成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為25 27m/s，所得合金絲的直徑為100-200 微米。本發明的鐵基非晶軟磁合金材料的組織特點為非晶。本發明相比現有技術具有如下有益效果
本發明合金材料采用的Hf、Er、Gd都可提高材料的非晶形成能力。成份中的Hf、Er、Gd共同存在可使團簇中原子間相互作用強，則原子擴散就困難，因此提高材料非晶形成能力。材料中的Ta和Dy都可增加非晶的熱穩定性，Ta和Dy結合可阻止原子在高溫的活動能力。因此，保證了組織的熱穩定性。 成份中添加Gd元素是良好的鐵磁性元素，可降低矯頑力，使合金材料具有軟磁性能。Al和N i有助于軟磁性能提高。V和Er可降低矯頑力。Gd、Al、Co、V和Er和Ni結合強化了鐵磁性作用，有效提高了材料的磁導率和降低了矯頑力。本發明合金在凝固中，采用快速冷卻和合金化結合，可以有效減小合金中的相，保證化學成分的均勻分布，也保證了合金的磁性能。熱處理可降低快速冷卻造成的內應力。本發明的合金性能見表I。本發明制備中，降低了貴重金屬鎳的含量，所取原料成本降低；另外合金經過快速冷卻，保證了合金成分、組織和性能的均勻性，因此也就保證了合金的質量。該合金制備工藝簡便，過程簡單，生產的合金具有良好的性能，非常便于工業化生產。
圖I為本發明實施例I得到的材料的金相組織圖。由圖I可以看出，本發明的鐵基非晶軟磁合金的組織致密均勻。
具體實施例方式實施例一
本發明鐵基非晶軟磁合金材料的制備方法，具體步驟如下
(I)首先按照各成分重量百分含量Ni為24%，Gd 3.0%, V 1.0%, Hf 0.01%, Al
I.0%,Dy 0. 05%, Ta 0. 05%, Er 0. 01 %，其余為 Fe 進行配料；其中原料 Ni、V、Hf、Al、Dy、Ta、Er、Fe的純度均大于99. 9%，Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35%。(2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1520°C，澆注冷卻后得到母合金。(3)將所述母合金放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1505°C ;所述重熔管式坩堝放入真空感應成型爐內，其頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下3mm處，所述重熔管式坩堝內放置一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內壁的間隙為0. 7mm,所述母合金置于重熔管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，合金熔融膨脹溢出后與旋轉的轉輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉的轉輪邊上的角形輪緣拖拽形成合金絲，上下移動的一個耐火柱塞可上行將熔融合金液不斷提供給旋轉的轉輪形成連續的合金絲，真空成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為25m/s，所得合金絲的直徑為100-200微米。
(4)然后將上述合金絲置于130°C，保溫3小時，即得到鐵基非晶軟磁合金材料。實施例二
本發明鐵基非晶軟磁合金材料的制備方法，具體步驟如下
(1)首先按照各成分重量百分含量Ni為29wt%, Gd 6.0%,V 3.0%,Hf 0. 03%,Al
3.0% , Dy 0. 09%, Ta 0. 09%, Er 0. 03%，其余為 Fe 進行配料；其中原料 Ni、V、Hf、Al、Dy、Ta、Er、Fe的純度均大于99. 9%，Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35%;
(2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1510°C，澆注冷卻后得到母合金；
(3)將所述母合金放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1500°C;所述重熔管式坩 堝放入真空感應成型爐內，其頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下4mm處，所述重熔管式坩堝內放置一個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內壁的間隙為0. 6_，所述母合金置于重熔管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，合金熔融膨脹溢出后與旋轉的轉輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉的轉輪邊上的角形輪緣拖拽形成合金絲，上下移動的一個耐火柱塞可上行將熔融合金液不斷提供給旋轉的轉輪形成連續的合金絲，真空成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為27m/s，所得合金絲的直徑為100-200微米。(4)然后將上述合金絲置于150°C，保溫2小時，即得到鐵基非晶軟磁合金材料。實施例三
鐵基非晶軟磁合金材料中各成分按重量百分含量=Ni為26 wt%，Gd 5.0%,V2.0%,HfO. 02%, Al 2. 0% , Dy 0. 06%, Ta 0. 07%, ErO. 02%，其余為 Fe 進行配料；其制備過程同實施例一。實施例四(成分配比不在本發明設計比例范圍內)
鐵基非晶軟磁合金材料中各成分按重量百分含量=Ni為22 wt%，Gd 2.0%, V0. 6%,HfO. 005%, A10. 7% ,Dy 0. 04%, Ta 0. 04%，ErO. 005%，其余為 Fe 進行配料；其余過程同
實施例一。實施例五(成分配比不在本發明設計比例范圍內)
鐵基非晶軟磁合金材料中各成分按重量百分含量=Ni為30 wt%，Gd 7.0%,V4.0%,HfO. 05%, A14. 0% ,Dy 0. 1%, Ta 0. 1%, ErO. 04%，其余為F進行配料；其余過程同實施例一。表I
權利要求
1.一種鐵基非晶軟磁合金材料，其特征是該材料各成分重量百分含量為Ni 24-29 %, Gd 3. 0-6. O %, V I. 0-3. O %, Hf O. 01-0. 03 %, Al I. 0-3. O % , DyO.05-0. 09%, Ta O. 05-0. 09%, Er O. 01-0. 03%，其余為 Fe。
2.一種鐵基非晶軟磁合金材料的制備方法，其特征是 (1)首先按照各成分重量百分含量Ni24-29%, Gd 3. 0-6.0%, V 1.0-3.0%, HfO.01-0. 03%, Al I. 0-3. 0% ,Dy O. 05-0. 09%, Ta O. 05-0. 09%, Er O. 01-0. 03%，其余為Fe進行配料；其中原料Ni、V、Hf、Al、Dy、Ta ,Er, Fe的純度均大于99. 9%，Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35% ； (2)將原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1510-1530°C，澆注冷卻后得到母合金； (3)將所述母合金放入重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1500-1510°C;所述重熔管式坩堝放入真空感應成型爐內，其頂部置于真空感應成型爐轉輪輪緣之下2-4mm處，所述重熔管式坩堝內放置ー個可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內壁的間隙為O.5-0. 9mm，所述母合金置于重熔管式坩堝內的耐火柱塞頂面熔化，熔化后被轉輪輪緣拖拽形成合金絲； (4)然后將合金絲置于100-150°C，保溫2-4小吋，即得到鐵基非晶軟磁合金材料。
3.根據權利要求2所述的鐵基非晶軟磁合金材料的制備方法，其特征是所述步驟3)中真空成型爐轉輪輪緣的旋轉線速度為25 27m/s，所得合金絲的直徑為100-200微米。
全文摘要
本發明提供一種鐵基非晶軟磁合金材料及其制備方法，該合金材料不僅具有較低的矯頑力，而且具有較低的鎳含量。該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。該低鎳低矯頑力鐵基非晶軟磁合金材料，該材料各成分重量百分含量為Ni24-29％，Gd3.0-6.0％，V1.0-3.0％，Hf0.01-0.03％，Al1.0-3.0％，Dy0.05-0.09％，Ta0.05-0.09％， Er0.01-0.03％，其余為Fe。
文檔編號C22C33/06GK102832008SQ20121034866
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者孫銳, 邱奕婷, 林瑩瑩, 鄭澤昌, 劉光宇, 張金花, 張詠, 陸陽平 申請人:山西三益強磁業有限公司