鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料及制備方法，該合金薄帶材料具有低矯頑力和有效磁導(dǎo)率高的特點(diǎn)。該制備方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。該材料中各成分的重量百分含量為：鈷基絲B5％～8％，Sn1％～3％，S0.04％～0.09％，Pm0.1％～0.3％，Tb0.1％～0.3％，Bi1％～3％，Si8％～10％，F(xiàn)e10％～13％，其余為Co。
【專利說明】鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料及制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料及制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
CN200910098065.3號(hào)申請(qǐng)涉及鈷基大塊非晶合金及其制備方法，合金成分(原子百分比)為:Co 33 ~55%、Fe 13 ~34%、B 18 ~26%、Si 2 ~7%、Nb 3 ~8%，該鈷基塊體金屬玻璃是按照成分需要的原子摩爾比配料，然后采用真空電弧爐多次熔爐，真空銅模鑄造制備大塊非晶合金。該方法制得的材料得矯頑力在1.17~2.35A/m之間，有效磁導(dǎo)率最大可達(dá)36000 (IKHz lA/m)。但是材料得矯頑力偏高。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)缺陷，提供一種鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料，該合金薄帶材料具有低矯頑力和有效磁導(dǎo)率高的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的另一目的是提供上述鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料的制備方法，該制備方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料，該材料中各成分的重量百分含量為:B 5%~8%, Sn 1% ~3%，S 0.04%~0.09%，Pm 0.1 %~0.3%，Tb 0.1 %~0.3%，Bi 1%~3%, Si 8%~10%，F(xiàn)e 10%~13%，其余為 Co。
[0006]上述材料的制備方法，具體過程如下:
O首先按照上述合金成分進(jìn)行配料，原料中Sn、S、Pm、Tb、B1、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，其中B的重量百分含量為24% ；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1480~1500°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1500~1520°C;重熔管式坩堝底部設(shè)有通孔，重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.5~1.8個(gè)大氣壓；
3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上2~4mm處，當(dāng)母合金熔化后，打開重熔管式坩堝上部的閥門，熔融母合金在氮?dú)鈮毫ο聫嫩釄宓撞康耐字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣，形成連續(xù)的合金帶；
4)然后將合金帶置于液氮?dú)夥罩羞M(jìn)行低溫處理，溫度為_150°C~_130°C，保溫20~30分鐘；然后著放置在室溫條件下靜置2~3小時(shí)；再置于400~450°C條件下，保溫2~4小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，即得到鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于:
步驟2)中重熔管式坩堝內(nèi)徑為12~14mm，高度為250~280mm，重熔管式坩堝底部的通孔孔徑為I~1.5mm。
[0008]步驟3)中成型 爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為24~26m/s ;所得合金帶的厚度為200~350 μ m,寬度為3~5mm。
[0009]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:
本發(fā)明合金采用Pm和B共同作用可提高非晶形成能力。Tb和Si共同作用可改善合金鐵磁性能，提高磁導(dǎo)率和電阻率。同時(shí)加入Sn、Bi和S能顯著提高晶化后合金的軟磁性能。Sn、S和Co形成的化合物可以阻止熱處理中晶粒得長大，細(xì)化了晶粒，從而提高了電阻率，降低了損耗。
[0010]本發(fā)明合金在凝固中，采用快速冷卻、低溫深冷、室溫靜置、熱處理和合金化結(jié)合的方式，既有效減小合金中的相尺寸，保證材料中化學(xué)成分的均勻分布，保證了合金的磁性能，也通過梯度處理大大降低了快速冷卻造成的內(nèi)應(yīng)力，也保證了合金的力學(xué)性能。。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:所得產(chǎn)品具有優(yōu)異軟磁性能。本發(fā)明制備中，沒有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低；另外合金經(jīng)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(zhì)量。該合金制備工藝簡便，過程簡單，生產(chǎn)的合金具有良好的性能，非常便于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料可以應(yīng)用于信息、通訊等領(lǐng)域的磁性器件。
[0012]本發(fā)明的鈷基合金薄帶材料性能見表1。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例制得的鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料的組織圖。
[0014]由圖1可見，該材料組織均勻。
[0015]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例一:
本發(fā)明鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料的制備方法具體過程如下:
1)首先按照重量百分含量為:B5%, Sn 1%,S 0.04%, Pm 0.l%,Tb 0.l%,Bi 1%,Si 8%, Fe 10%，其余為Co進(jìn)行配料，原料中Sn、S、Pm、Tb、B1、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，中間合金中B的重量百分含量為24% ；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1480°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1500°C ;重熔管式坩堝底部設(shè)有通孔，重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.5個(gè)大氣壓；重熔管式坩堝內(nèi)徑為12mm,高度為250mm,重熔管式相.堝底部的通孔孔徑為1mm。
[0016]3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上2mm處，當(dāng)母合金熔化后，打開重熔管式坩堝上部的閥門，熔融母合金在氮?dú)鈮毫ο聫嫩釄宓撞康耐字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣，形成連續(xù)的合金帶；中成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為24m/s，所得合金帶的厚度為200~350 μ m,寬度為3~5mm。
[0017]4)然后將合金帶置于液氮?dú)夥罩羞M(jìn)行低溫處理，溫度為_150°C~_130°C，保溫20分鐘；然后著放置在室溫條件下靜置2小時(shí)；再置于400°C條件下，保溫2小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，即得到鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料。
[0018]實(shí)施例二:
本發(fā)明鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料的制備方法具體過程如下:
1)首先按照重量百分含量為8%,Sn 3%, S 0.09%, Pm 0.3%, Tb 0.3%, Bi 3%,Si 10%, Fe 13%，其余為Co進(jìn)行配料，原料中Sn、S、Pm、Tb、B1、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，中間合金中B的重量百分含量為24% ； 2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1500°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1520°C ;重熔管式坩堝底部設(shè)有通孔，重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.8個(gè)大氣壓；重熔管式坩堝內(nèi)徑為14mm,高度為280mm,重熔管式相堝底部的通孔孔徑為1.5_。
[0019]3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上4mm處，當(dāng)母合金熔化后，打開重熔管式坩堝上部的閥門，熔融母合金在氮?dú)鈮毫ο聫嫩釄宓撞康耐字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣，形成連續(xù)的合金帶；中成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為26m/s，所得合金帶的厚度為200~350 μ m,寬度為3~5mm。
[0020]4)然后將合金帶置于液氮?dú)夥罩羞M(jìn)行低溫處理，溫度為_150°C~_130°C，保溫30分鐘；然后著放置在室溫條件下靜置3小時(shí)；再置于450°C條件下，保溫4小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，即得到鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料。
[0021]實(shí)施例三:
本發(fā)明鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料的制備方法具體過程如下:
1)首先按照重量百分含量為7%,Sn 2%, S 0.07%, Pm 0.2%, Tb 0.2%, Bi 2%,Si 9%, Fe 12%，其余為Co進(jìn)行配料，原料中Sn、S、Pm、Tb、B1、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，中間合金中B的重量百分含量為24% ；
2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1490°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1510°C ;重熔管式坩堝底部設(shè)有通孔，重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.6個(gè)大氣壓；重熔管式坩堝內(nèi)徑為12mm,高度為260mm,重熔管式相堝底部的通孔孔徑為1.2_。
[0022]3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上4mm處，當(dāng)母合金熔化后，打開重熔管式坩堝上部的閥門，熔融母合金在氮?dú)鈮毫ο聫嫩釄宓撞康耐字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣，形成連續(xù)的合金帶；中成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為26m/s，所得合金帶的厚度為200~350 μ m,寬度為3~5mm。
[0023]4)然后將合金帶置于液氮?dú)夥罩羞M(jìn)行低溫處理，溫度為_150°C~_130°C，保溫30分鐘；然后著放置在室溫條件下靜置3小時(shí)；再置于430°C條件下，保溫3小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，即得到鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料。
[0024]實(shí)施例四:(成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)方案內(nèi))
鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料中各成份的重量百分含量按:B 4%, Sn 0.5%, S0.02%, Pm 0.05%, Tb 0.05%, Bi 0.5%, Si 6%, Fe 8% ,其余為 Co 進(jìn)行配料，制備過程同實(shí)施例一。
[0025]實(shí)施例五:(成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)方案內(nèi))
鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料中各成份的重量百分含量按:B 10%, Sn 4%, S0.11%, Pm 0.4%, Tb 0.35%, Bi 4%, Si 11%, Fe 14%，其余為 Co 進(jìn)行配料，制備過程同實(shí)施例一。
[0026]表1
【權(quán)利要求】
1.一種鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料，其特征是:該材料中各成分的重量百分含量為:B 5%~8%，Sn 1% ~3%，S 0.04%~0.09%,Pm 0.1 %~0.3% ,Tb 0.1%~0.3%，Bi 1%~3%，Si 8%~10%，F(xiàn)e 10%~13%，其余為 Co。
2.權(quán)利要求所述材料的制備方法，其特征是:具體過程如下: O首先按照上述合金成分進(jìn)行配料，原料中Sn、S、Pm、Tb、B1、S1、Fe、Co的純度均大于99.9% ；B以硼鐵合金形式加入，其中B的重量百分含量為24% ； 2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1480~1500°C，得到母合金，然后放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1500~1520°C ;重熔管式坩堝底部設(shè)有通孔，重熔管式坩堝上部經(jīng)閥門連接氮?dú)庀到y(tǒng)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力為1.5~1.8個(gè)大氣壓； 3)重熔管式坩堝的底部置于成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之上2~4mm處，當(dāng)母合金熔化后，打開重熔管式坩堝上部的閥門，熔融母合金在氮?dú)鈮毫ο聫嫩釄宓撞康耐字袊娤蛐D(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣，形成連續(xù)的合金帶； 4)然后將合金帶置于液氮?dú)夥罩羞M(jìn)行低溫處理，溫度為_150°C~_130°C，保溫20~30分鐘；然后著放置在室溫條件下靜置2~3小時(shí)；再置于400~450°C條件下，保溫2~4小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫，即得到鈷基納米晶軟磁薄帶合金材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是:步驟2)中重熔管式坩堝內(nèi)徑為12~14mm，高度為250~280mm，重熔管式坩堝底部的通孔孔徑為I~1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備方法，其特征是:步驟3)中成型爐轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)線速度為24~26m/s ;所得合金帶的`厚度為200~350 μ m,寬度為3~5_。
【文檔編號(hào)】C22C45/04GK103866206SQ201410075566
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】孫銳, 盧俊麗, 孫學(xué)中 申請(qǐng)人:山西雷麥電子科技有限公司