專利名稱：一種高性能非晶鎳基防盜鐵芯的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于非晶鎳基材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是通過真空冶煉和壓力噴帶的方法，制備出具有高磁導率和耐腐蝕性能的非晶鎳基防盜鐵芯。
背景技術(shù)：
非晶態(tài)合金是指材料在凝固過程中速度極快時，以致于將材料內(nèi)原子由液體態(tài)凍結(jié)下來，從而使原子排列具有液體金屬的短程有序、長程無序的特征。非晶態(tài)合金在結(jié)構(gòu)上與晶態(tài)固體本質(zhì)的區(qū)別是不存在長程有序和沒有平移周期性。非晶態(tài)這種結(jié)構(gòu)特性也導致了其獨特的磁性能、機械性能、電性能和耐腐蝕性能，這些性能特點也決定了其具有廣闊的應(yīng)用前景。非晶軟磁材料具有較高的飽和磁化強度、低的剩磁和損耗以及矯頑力，而且這類材料的硬度也特別高，并具有較高的抗拉強度，而且這些非晶軟磁合金的熱膨脹系數(shù)接近于零，其本身的電阻率也比一般的鐵基合金高出3-4倍。目前，非晶軟磁材料已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，并且在國民經(jīng)濟中的應(yīng)用不斷得到擴展。鎳基非晶軟磁材料具有較高的磁導率，而且力學性能優(yōu)異，目前得到了廣泛的應(yīng)用。將鎳基帶材制備成鐵芯，采取一定的方法固定在商場、書店和超市的商品中，這樣就和振蕩電路組成一套電子接收和反饋系統(tǒng)，可以起到極好的報警防盜的作用。目前這類鎳基材料的主要成分為鐵、鎳、鑰和硼，通過冶煉和噴帶的方式制備成非晶帶材，然后卷繞成鐵芯，這類非晶材料目前在防盜領(lǐng)域的有著廣泛的應(yīng)用。但是，由于非晶材料本質(zhì)上屬于一種高能的亞穩(wěn)態(tài)，長期放置時會發(fā)生應(yīng)力的松弛，這就會導致其磁性能的惡化。特別是當其暴露在含鹽的潮濕環(huán)境中時，會發(fā)生速度極快的腐蝕作用，這種腐蝕作用會導致其磁性能的衰減，造成失效。

發(fā)明內(nèi)容
為了制得高靈敏度和耐腐蝕性能的防盜鐵芯，本發(fā)明提供了一種高性能非晶鎳基防盜鐵芯的制備工藝。鎳基防盜鐵芯的配方如下:鎳30.5 31%、鑰4.5 5.5%、錳0.05 0.1%、鉻
0.1%、硅 0.05 0.1%、硼 2.2 4.35%、鐵 58.85 62.6% ；
所述鎳基防盜鐵芯制備工藝步驟如下:
a.按上述配方，將原料放入真空中頻爐，在真空度5 X 10_2 Pa條件下感應(yīng)熔煉，然后燒鑄成母合金；
b.利用單輥旋淬法將母合金噴制成厚度為24-28 u m的非晶帶材；
c.將非晶帶材饒制成一定規(guī)格尺寸的鐵芯；
d.在真空退火爐中進行退火去應(yīng)力處理，退火溫度為380-400°C，保溫時間為80分鐘，然后以每分鐘5°C的降溫速率，降溫至200°C出爐，自然冷卻至室溫，得到鎳基防盜鐵
-1-H
心；
X射線衍射分析結(jié)果顯示:制備的鎳基防盜鐵芯為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)；
直流磁性能測試結(jié)果為:鎳基防盜鐵芯的飽和磁感應(yīng)強度足為1.53 T，初始磁導率為P i為7400以上，矯頑力Hc小于0.75 A/m ；
中性鹽霧試驗(NSS)表明:鎳基防盜鐵芯出現(xiàn)銹斑的時間為38h以上。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.本發(fā)明提高了鐵元素的含量，并降低了鎳元素的含量。由于鎳的過量加入會降低非晶帶材的磁導率，所以本發(fā)明適當降低鎳含量的同時，在保證了非晶帶材材獲得較高磁導率(// i大于7400)的同時，材料的成本較普通鎳基防盜鐵芯下降約5% ；
2.本發(fā)明添加了一定量的元素鉻(0.1%)，由于鉻是一種優(yōu)良的耐腐蝕材料，在形成非晶帶材時，耐腐蝕能力大大增強。通過鹽霧腐蝕試驗表明:添加鉻元素的鎳基帶材出現(xiàn)銹斑的時間為38小時以上，未添加鉻元素的鎳基帶材銹斑出現(xiàn)的時間僅為12小時；
3.本發(fā)明對鐵芯進行了低溫真空退火處理(380 400°C)，從而消除了鐵芯在噴帶過程中材料自身所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使鐵芯在在運輸、貯藏和使用時性能保持其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定，從而保證這種鎳基鐵芯在防盜領(lǐng)域內(nèi)更具實際應(yīng)用價值。。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。實施例1:
鎳基防盜鐵芯的配方如下:鎳6.1Kg (30.5%)、鑰0.9Kg (4.5%)、錳0.0lKg (0.05%)、鉻 0.02Kg (0.1%)、硅 0.0lKg (0.05%)、硼 0.44Kg (2.2%)、鐵 12.52Kg (62.6%)。非晶鎳基防盜鐵芯制備工藝步驟如下:
a.按上述配方，將原料放入真空中頻爐，在真空度5X10_2 Pa條件下感應(yīng)熔煉，然后澆鑄成母合金；
b.利用單輥旋淬法將母合金噴制成厚度為24的非晶帶材；
c.將噴制的帶材繞制成內(nèi)徑、外徑、寬高分別為11.2mm、17.5mm>5mm的環(huán)形鐵芯；
d.在真空退火爐中對鐵芯進行退火去應(yīng)力處理，退火溫度為380°C，保溫時間為80分
鐘；
e.降溫速率為每分鐘5°C，降溫至200°C出爐，然后自然冷卻至室溫，得到鎳基防盜鐵鐘。鎳基防盜鐵芯的物相結(jié)構(gòu)分析，利用X射線衍射儀檢測；鎳基防盜鐵芯的磁性能利用交直流測試儀測量；腐蝕性能利用GB/T10125-1997中型鹽霧試驗(NSS)判定，鹽水濃度為5%，試驗箱的溫度為35±2°C，根據(jù)鎳基防盜鐵芯表面出現(xiàn)銹斑的時間來判定其耐腐蝕性能，為了對比的目的，未添加鉻元素的非晶帶材，也進行了 NSS中性鹽霧實驗；
結(jié)果表明:
鎮(zhèn)基防盜鐵芯為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。鎳基防盜鐵芯的飽和磁感應(yīng)強度足為1.56 T，初始磁導率Li i為7500，矯頑力Hc為 0.658 A/m。未添加鉻元素的鎳基帶材，銹斑出現(xiàn)的時間為12小時；添加了鉻元素的鎳基帶材，銹斑出現(xiàn)的時間為38h。實施例2:
鎳基防盜鐵芯的配方如下:鎳6.2Kg (31%)、鑰1.1Kg (5.5%)、錳0.02Kg (0.1%)、鉻0.02Kg (0.1%)、硅 0.02Kg (0.1%)、硼 0.87Kg (4.35%)、鐵 11.77Kg (58.85%)。鎳基防盜鐵芯制備工藝步驟如下:
a.按上述配方，將原料放入真空中頻爐，在真空度5X10_2 Pa條件下感應(yīng)熔煉，然后澆鑄成母合金；
b.利用單輥旋淬法將母合金噴制成厚度為28y m的非晶帶材；
c.將噴制的帶材繞制成內(nèi)徑、外徑、寬高分別為11.2mm、17.5mm、5mm的環(huán)形鐵芯
d.在真空退火爐中對鐵芯進行退火去應(yīng)力處理，退火溫度為400°C，保溫時間為80分
鐘；
e.降溫速率為每分鐘5°C，降溫至200°C出爐，然后自然冷卻至室溫，得到鎳基防盜鐵芯。驗證結(jié)果:
制備的鎳基防盜鐵芯為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。鎳基防盜鐵芯的飽和磁感應(yīng)強度足為1.53 T，初始磁導率為U i為7450，矯頑力Hc 為 0.725A/m。未添加鉻元素的鎳基防盜鐵芯，銹斑出現(xiàn)的時間為12小時；添加了鉻元素的鎳基防盜鐵芯，銹斑出現(xiàn)的時間為39h。
權(quán)利要求
1.一種高性能非晶鎳基防盜鐵芯的制備工藝，其特征在于:所述鎳基防盜鐵芯的配方如下:鎳 30.5 31%、鑰 4.5 5.5%、錳 0.05 0.1%、鉻 0.1%、硅 0.05 0.1%、硼 2.2 .4.35%、鐵 58.85 62.6% ； 所述鎳基防盜鐵芯制備工藝步驟如下: 按上述配方，將原料放入真空中頻爐，在真空度5X10_2 Pa條件下感應(yīng)熔煉，然后澆鑄成母合金； 利用單輥旋淬法將母合金噴制成厚度為24-28 u m的非晶帶材； 將非晶帶材饒制成一定規(guī)格尺寸的鐵芯； 在真空退火爐中進行退火去應(yīng)力處理，退火溫度為380-400°C，保溫時間為80分鐘，然后以每分鐘5°C的降溫速率，降溫至200°C出爐，自然冷卻至室溫，得到鎳基防盜鐵芯； X射線衍射分析結(jié)果顯示:制備的鎳基防盜鐵芯為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)； 直流磁性能測試結(jié)果為:鎳基防盜鐵芯的飽和磁感應(yīng)強度足為1.53 T，初始磁導率為U i為7400以上，矯頑力Hc小于0.75 A/m ； 中性鹽霧試驗(NSS)表明:鎳基防盜鐵芯出現(xiàn)銹斑的時間為38h以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能非晶鎳基防盜鐵芯的制備工藝。該材料采用鎳基非晶合金，制備方法包括如下步驟母合金的真空冶煉、加氬氣壓力噴帶和真空低溫退火，所述的鎳基非晶材料的成分(wt.%)為鎳30.5～31%、鉬4.5～5.5%、錳0.05～0.1%、鉻0.1%、硅0.05～0.1%、硼2.2～4.35%、鐵58.85～62.6%。本發(fā)明制備的非晶鎳基鐵芯，飽和磁感應(yīng)強度Bs大于1.5T，初始磁導率為μi在7400以上，矯頑力Hc小于0.75/m，而且耐腐蝕性能優(yōu)異，可廣泛用于非晶防盜系統(tǒng)領(lǐng)域。
文檔編號H01F41/02GK103151133SQ20131008400
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者吳玉程, 李鵬, 蘇海林, 張偉 申請人:合肥工業(yè)大學