一种铁基非晶合金制造技术

本发明专利技术提供了一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百子含量；81.0≤a≤83.0，0.5≤b≤4.5，12.5≤c≤16.0，d≤0.4，a+b+c+d＝100；M为杂质元素。本发明专利技术提供了一种铁基非晶合金，该合金材料的饱和磁感应强度不低于1.62T。这种合金材料可用于制作电力变压器、发电机以及发动机的铁芯材料；Fe

Fe based amorphous alloy

The invention provides a formula (I) of Fe based amorphous alloy, shown in the A, B, C and D respectively represent atomic 100 content corresponding components; 81 = a = 83, 0.5 = b = 4.5, 12.5 = C = 16, d = 0.4, a+b+c+d = 100 M impurity elements. The present invention provides an iron based amorphous alloy having a saturation magnetic induction strength of no less than 1.62T. The alloy material can be used for making power transformers, generators and iron core materials of engines; Fe

【技术实现步骤摘要】
一种铁基非晶合金本申请要求于2017年01月25日提交中国专利局、申请号为201710060805.9、专利技术名称为“一种铁基非晶合金”的中国专利申请的优先权。
本专利技术涉及软磁材料
，尤其涉及一种铁基非晶合金。
技术介绍
铁基非晶带材是一种新型节能材料，采用快速急冷凝固生产工艺制备，这种新材料用于变压器铁心，与传统硅钢变压器相比，磁化过程相当容易，从而大幅度降低变压器的空载损耗，若用于油浸变压器还可减排CO、SO、NOx等有害气体，被称为21世纪的“绿色材料”。目前，国内外在非晶变压器的制备过程中，普遍使用的均为饱和磁感应强度为1.56T左右的铁基非晶带材。与硅钢接近2.0T的饱和磁感应强度相比，铁基非晶在制备变压器时存在着体积增大的缺点。为了增强铁基非晶材料在变压器行业的竞争力，需开发饱和磁感应强度大于1.6T的铁基非晶材料。对于具有高饱和磁感应强度的非晶材料研发，已经开展了很多年。最具有代表性的是美国Allied-Signal公司开发的一款牌号为Metglas2605Co的合金，这种合金的饱和磁感应强度达到1.8T，但其合金中包含18％的Co元素使其成本过高无法在工业生产中应用。日立金属在公开号为CN1721563A的中国专利申请中公开了一种名HB1的Fe-Si-B-C合金，其饱和磁感应强度在1.64T，但其公开的工艺条件中提到了在制备过程中通过吹含C气体而控制带材表面C元素含量分布的工艺，这将直接导致其产品生产工艺条件难以控制，工业生产稳定性无法保证。新日本制铁公司在专利CN1356403A中公布了一种Fe-Si-B-P-C合金，虽然其饱和磁感应强度达到1.75T，但由于其Fe含量过高非晶形成能力较差，导致在其工业化生产中无法形成非晶态，带材磁性能较差；同事其在专利中一方面未提到关于P元素添加的问题，另一方面P元素的添加含量较大，结合目前国内外磷铁行业的实际情况，磷铁的制备条件相对粗放，杂质含量过高，无法达到非晶合金的使用条件。在制备过程中，大量使用常规条件的磷铁会导致带材晶化、偏脆，且热处理后性能较差。若使用此种合金成分进行工业化成产，必须添加磷铁精炼的环节，一方面增加工艺流程的复杂性，另一方面需提高目前的冶炼水平，导致工业化生产难度加大。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种铁基非晶合金，本申请提供的铁基非晶合金具有高饱和磁感应强度与非晶形成能力。有鉴于此，本申请提供了一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，FeaSibBcMd(Ⅰ)；其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百子含量；81.0≤a≤83.0，0.5≤b≤4.5，12.5≤c≤16.0，d≤0.4，a+b+c+d＝100；M为杂质元素。优选的，所述铁基非晶合金的饱和磁感应强度≥1.62T。优选的，所述Fe的原子百分含量为81.3≤a≤82.8。优选的，所述Fe的原子百分含量为81.5≤a≤82.5。优选的，所述Si的原子百分含量为2.5≤b≤4.2。优选的，所述B的原子百分含量为13.0≤c≤15.5。优选的，所述B的原子百分含量为13.7≤c≤14.7。优选的，所述铁基非晶合金中，a＝81.5，2.5≤b≤4.5，14.0≤c≤16.0。优选的，所述铁基非晶合金中，a＝82，3.0≤b≤4.0，14.0≤c≤15.0。优选的，所述铁基非晶合金中，82.3≤a≤82.8，2.5≤b≤4.5，13.0≤c≤15.0。优选的，将成分符合权利要求1～10任一项所述的铁基非晶合金制备成带材，再进行纵向磁场热处理，得到热处理后的带材；所述热处理的温度为300～360℃，保温时间为60～120min，磁场强度为800～1400m/A。优选的，所述热处理后的带材的铁芯损耗≤0.1800W/kg，激磁功率≤0.2200VA/kg，矫顽力≤4A/m。本申请提供了一种如式FeaSibBcMd所示的铁基非晶合金，其包括Fe、Si、B，其中Fe元素作为铁磁性元素，为铁基非晶合金磁性的主要来源，以保证非晶合金的高饱和磁感应强度；Si与B为非晶形成元素，适量的含量才能保证铁基非晶合金具有较好的非晶形成能力。本申请在高Fe含量范围内，采用低硅高硼的配比方式，使铁基非晶合金具有高饱和磁感应强度与非晶形成能力。附图说明图1为本专利技术实施例与对比例不同厚度铁基非晶合金的XRD图谱；图2为本专利技术实施例与对比例的磁性能与热处理温度的关系图；图3为本专利技术实施例与对比例的50Hz条件下的损耗曲线对比图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，FeaSibBcMd(Ⅰ)；其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百子含量；81.0≤a≤83.0，0.5≤b≤4.5，12.5≤c≤16.0，d≤0.4，a+b+c+d＝100；M为杂质元素。本申请的铁基非晶合金按照原子百分比计，其化学成分表达式为FeaSibBcMd，其中M为不可避免的杂质元素，其中a、b、c的原子比含量分别为：81.0≤a≤83.0，0.5≤b≤4.5，12.5≤c≤16.0；其余为d，d≤0.4。本专利技术通过添加上述元素，并限定其原子百分含量，使铁基非晶合金具有较好的综合磁性能。具体的，所述铁基非晶合金中Fe元素为铁磁性元素，为铁基非晶合金磁性的主要来源，高Fe含量使铁基非晶合金具有高饱和磁感应强度的重要保障。本申请中所述Fe的原子百分含量为81.0～83.0，在实施例中，所述Fe的原子百分含量为81.3～82.8，更具体的，所述Fe的原子百分含量为81.5～82.5，更具体的，所述Fe的原子百分含量为81.3、81.45、81.5、81.7、81.85、82.05、82.30、82.42、82.5、82.6、82.65、82.80或82.9。所述Fe的含量超过83.0会导致合金的非晶形成能力下降，增加顺行难度及生产成本，使工业生产难以实现。所述Si元素与B元素作为非晶形成元素，是合金系统在工业生产条件下能形成非晶的必要条件。本申请中Si的含量为0.5～4.5，在实施例中，所述Si的含量为2.5～4.2，更具体的，所述Si的含量为2.75、2.8、2.85、3.02、3.1、3.3、3.5、3.7、3.8、3.95、4.0、4.12、4.2、4.28、4.3、4.45或4.5。Si的原子百分含量低于0.5，则会导致非晶形成能力下降，还会导致带材磁性能下降。本申请中B的含量为12.5～16.0，在具体实施例中，所述B的含量为13.0≤c≤15.5，在具体实施例中，所述B的含量为13.7≤c≤14.7；在某些具体实施例中，所述B的含量为13.2、13.3、13.5、13.8、13.9、14.0、14.1、14.2、14.5、14.8、14.9、15.1、15.2或15.5。B的原子百分含量大于16.0，则合金成分偏离共晶点，使合金的非晶形成能力下降。M为杂质元素，其含量当然越低越好，因此，本申请对M的含量不进行具体限定，只要其≤0.4即可。在某些具体实施例中，所述非晶铁基合金中，a＝81.5，2.5≤b≤4.5，14.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，Fe

【技术特征摘要】
2017.01.25 CN 20171006080591.一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，FeaSibBcMd(Ⅰ)；其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百子含量；81.0≤a≤83.0，0.5≤b≤4.5，12.5≤c≤16.0，d≤0.4，a+b+c+d＝100；M为杂质元素。2.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述铁基非晶合金的饱和磁感应强度≥1.62T。3.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述Fe的原子百分含量为81.3≤a≤82.8。4.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述Fe的原子百分含量为81.5≤a≤82.5。5.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述Si的原子百分含量为2.5≤b≤4.2。6.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述B的原子百分含量为13.0≤c≤15.5。7.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓雨，庞靖，李庆华，杨东，刘红玉，
申请(专利权)人：青岛云路先进材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37