软磁合金粉末及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种软磁合金粉末及其制备方法，所述软磁合金粉末的合金表达式为Fe

【技术实现步骤摘要】
软磁合金粉末及其制备方法
本专利技术涉及软磁合金
，具体涉及一种软磁合金粉末及其制备方法。
技术介绍
软磁材料是一类重要的功能材料，因为软磁材料在较小的外加磁场下容易磁化和退磁。一般来说，软磁材料的具有较高的初始磁导率和较低的矫顽力。软磁性能对发电和配电器、驱动器、磁屏蔽材料、数据存储和微波通信等领域至关重要。一般商业上常用的软磁材料是电工纯铁、低碳钢、铁硅合金、铁素体钢、铁镍合金、软铁氧体以及软磁非晶合金。软磁材料的选择标准是基于达到所需的饱和磁化强度、磁导率、矫顽力、电阻率、机械强度，但是最重要的限制因素是成本。现有软磁合金在磁学性能以及机械性能等方面的不断改进，再加上新材料不断被发现，导致软磁材料在特定应用领域的激烈竞争。在软磁材料中，电工钢的市场占有率最高。然而，FeCo合金在商用磁性材料中表现出最高的饱和磁化强度。此外，FeCo合金具有较高的居里温度和良好的强度，非常适合于要求高磁通密度的应用，同时可以减小电子器件尺寸，在未来电子器件小型化方面具有重要应用。而FeCo二元合金的塑性变形能力较差，具有较大的脆性而不利于冷加工变形，难以制备出具有复杂形状零部件。此外，由于Co金属的价格昂贵，资源稀缺，传统的成型技术对材料的损耗较大，所以在工业应用中受到了一定的限制。为了改善其加工性，目前多采用在合金中加入2％的V元素，但是非磁性元素V元素的加入，降低了合金的软磁性能。有研究指出，FeCo50合金中加入2％V元素后，合金的饱和磁感应强度降低4％，最大磁导率明显下降，软磁性能显著恶化。所以工业上需要一种近净成形技术来实现FeCo合金磁性器件精密化、小型化、复杂化，同时大幅节约成本和资源。因此研究FeCo合金粉体制备技术是十分必要的。目前FeCo合金粉末主要生产方式为雾化法。雾化法有气、水雾化法；气雾化法生产的FeCo合金粉为球形粉，纯度高，但成型性差，难以压制，而且设备投资大、生产成本高，价格贵；水雾化法生产的FeCo合金粉形貌为不规则形，氧含量高，杂质多，粒度较大；同时，因为FeCo合金具有一定的塑性，难以进行机械破碎，生产效率低，无法批量生产。因此，用单一制粉方法生产的铁钴合金综合性能是不理想的，直接影响铁钴软磁合金的推广应用。因此，为了制备高饱和磁化强度和低矫顽力的FeCo合金，有必要提供一种新的软磁合金粉末及制其备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种软磁合金粉末及其制备方法，所述软磁合金粉末以FeCo合金为基体，加入B、P、C和Si中的至少一种元素，按照规定的比例，获得高饱和磁化强度、低矫顽力、低涡流损耗的软磁合金粉末。本专利技术的技术方案如下：一种软磁合金粉末，所述软磁合金粉末的合金表达式为FeaCobSEc，其中，所述SE包括B、P、C和Si中的至少一种，满足20≤a≤80，20≤b≤80，2≤c≤15，a+b+c＝100。优选的，所述合金表达式中，满足30≤a≤70，30≤b≤70，2≤c≤10，a+b+c＝100。优选的，所述软磁合金的合金表达式为Fe47.5Co47.5B5或Fe46.5Co46.5B7或Fe47.5Co47.5P5或Fe47.5Co47.5Si5。本专利技术还提供了一种如以上所述的软磁合金粉末的制备方法，所述制备方法包括：按照所述合金表达式的配比分别称取纯度为99.9wt.％的包含Fe、Co、SE元素的各种原料，得到合金原料；将所述合金原料进行真空电弧熔炼后铸锭得到母合金；采用感应加热的方法熔融所述母合金，将熔融后的母合金用单辊旋淬法制得合金薄带；采用高能球磨法或行星球磨法或机械破碎法将所述合金薄带粉碎制得所述软磁合金粉末。优选的，所述真空电弧熔炼的条件包括：真空度≥6.0×10-1Pa，保护气氛为99.999％纯度的氩气。优选的，所述单辊旋淬法的条件包括：铜辊表面线速度为20m/s～50m/s，喷射压强为0.4～1.00Pa，制得的所述薄带厚度为10～350μm。优选的，所述将所述合金原料进行真空电弧熔炼后铸锭得到母合金，包括：在熔炼炉中先熔炼钛合金锭，再熔炼所述合金原料，反复熔炼多次，得到所述母合金铸锭。优选的，所述按照所述合金表达式的配比称取纯度为99.9wt.％的Fe、Co、SE，得到合金原料，之前包括：对包含各元素的原料进行氧化膜和杂质去除处理。优选的，所述对包含各元素的原料进行氧化膜和杂质去除处理，包括：将所述原料表面的氧化膜打磨去除后，置于无水乙醇中利用超声波清洗后干燥。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种软磁合金粉末及其制备方法，所述软磁合金粉末的合金表达式为FeaCobSEc，所述合金表达式中，SE包括B、P、C和Si中的至少一种，满足20≤a≤80，20≤b≤80，2≤c≤15，a+b+c＝100。通过上述方式，本专利技术的软磁合金粉末，具有高饱和磁化强度、低矫顽力、低涡流损耗等特点，可应用于要求高饱和磁化强度材料的工作环境中，拓宽了软磁合金的应用范围。【附图说明】图1为本专利技术四个实施例分别制得的Fe47.5Co47.5B5合金粉末、Fe46.5Co46.5B7合金粉末、Fe47.5Co47.5P5合金粉末和Fe47.5Co47.5Si5合金粉末的粒径分布曲线图；图2为本专利技术实施例一中制得的Fe47.5Co47.5B5合金粉末在扫描电子显微镜(SEM)的形貌图。【具体实施方式】下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术提供了一种软磁合金粉末，软磁合金粉末的合金表达式为FeaCobSEc，在合金表达式中，SE包括B、P、C和Si中的至少一种，满足20≤a≤80，20≤b≤80，2≤c≤15，a+b+c＝100。优选的，在合金表达式中，满足30≤a≤70，30≤b≤70，2≤c≤10，a+b+c＝100。优选的，所述软磁合金的合金表达式为Fe47.5Co47.5B5或Fe46.5Co46.5B7或Fe47.5Co47.5P5或Fe47.5Co47.5Si5。基于以上软磁合金粉末，本专利技术还提供了一种软磁合金粉末的制备方法，主要包括以下步骤：在步骤S1中，配料：按照前文软磁合金前驱体合金表达式FeaCobSEc中各元素的原子比例a：b：c分别对包含Fe、Co、SE元素的各种原料进行配料。在本专利技术实施例中，包含Fe和Co元素的原料可以直接为金属单质，而包含SE元素的原料则可以为单质也可以为化合物。具体的，选取纯度为99.9wt.％的包含Fe、Co、SE各元素的原料，按照前文记载的软磁合金粉末合金表达式进行配料。优选的，在步骤S1之前，对步骤S1中的原料进行氧化膜和杂质去除处理。具体的，将包含Fe、Co、SE各元素的原料表面的氧化膜打磨去除后放入盛有无水乙醇的烧杯中，进行超声波清洗250s，之后将其完全干燥。在步骤S2中，熔炼母合金；将步骤S1获得的配料进行真空电弧熔炼后铸锭得到母合金铸锭。具体的，将配制好的母合金成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软磁合金粉末，其特征在于，所述软磁合金粉末的合金表达式为Fe

【技术特征摘要】
1.一种软磁合金粉末，其特征在于，所述软磁合金粉末的合金表达式为FeaCobSEc，其中，所述SE包括B、P、C和Si中的至少一种，满足20≤a≤80，20≤b≤80，2≤c≤15，a+b+c＝100。


2.根据权利要求1所述的软磁合金粉末，其特征在于，所述合金表达式中，满足30≤a≤70，30≤b≤70，2≤c≤10，a+b+c＝100。


3.根据权利要求1所述的软磁合金粉末，其特征在于，所述软磁合金的合金表达式为Fe47.5Co47.5B5或Fe46.5Co46.5B7或Fe47.5Co47.5P5或Fe47.5Co47.5Si5。


4.一种如权利要求1-3任一所述的软磁合金粉末的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
按照所述合金表达式的配比分别称取纯度为99.9wt.％的包含Fe、Co、SE元素的各种原料，得到合金原料；
将所述合金原料进行真空电弧熔炼后铸锭得到母合金；
采用感应加热的方法熔融所述母合金，将熔融后的母合金用单辊旋淬法制得合金薄带；
采用高能球磨法或行星球磨法或机械破碎法将所述合金薄带粉碎制得所述软磁合金粉末。

【专利技术属性】
技术研发人员：张航，张晓晗，李犇，余金辉，裴坤，孙欢，
申请(专利权)人：瑞声科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32