【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非晶态软磁材料，具体涉及一种铁基非晶态软磁合金材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着科学技术的不断发展，电子产品向小型、轻便、高性能的发展方向逐步迈进，促使电子元器件磁芯材料在厚度上不断减小、在性能上不断提升。这直接使硅钢片、坡莫合金等传统软磁材料的局限性凸显出来，无法满足市场对于新型软磁磁芯材料的需求。
2、近年来，铁基非晶纳米晶材料以其高饱和磁感应强度、高初始磁导率、低矫顽力、低铁损等特性成为软磁材料的新星，受到了各地软磁材料制造厂商的追捧。目前，全球非晶纳米晶软磁材料合成途径主要有以下两种方式：
3、(1)合金熔体直接快淬法：该方法是利用快速冷凝技术，使合金基体内的晶粒大小迅速细化至纳米尺寸级别，从而得到具有纳米晶结构的合金；利用此方法能够有效去除熔融合金内部的杂质成分以及非均匀形核位点，此种方法相比非晶热处理法省去了退火步骤，是一种比较节约能源的方法，但是其只可以在金属合金液体处于过冷凝固时才能使用；
4、(2)非晶热处理法：该方法又称为非晶晶化法，其操作步骤是首先利用熔体快淬的手段制备出非晶态前驱体，然后将其放入退火炉中加热升温到初始晶化温度附近的某一温度处进行退火处理，在退火处理时通过控制相关参数，使非晶态物质全部或部分晶化，从而得到纳米尺寸级别的晶粒方法。非晶转变到纳米晶的过程实际上是利用了非晶在热力学上不稳定的特点，因此非晶物质的晶化过程不受相变规律的约束。非晶晶化法与直接快淬法相比具有以下几个优点，所以其成为目前制备非晶纳米晶合金的常用手段之一：①容易控制析出的
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种铁基非晶态软磁合金材料及其制备方法，该方法能提高产能和良品率，提高产品批次稳定性，实现软磁合金材料的高性能制备。
2、为实现专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种铁基非晶态软磁合金材料，所述铁基非晶态软磁合金材料的化学分子式为fe85-5xco8+2xb10+xp1+xc1+x，式中的x为原子百分数，其中1.0≤x≤3.0。
3、为实现专利技术目的，本专利技术还提供了一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)配比母合金原料：采用工业级纯度均为99.98wt％的fe、纯度均为99.98wt％的co、含硼量为20wt.％的纯度98％的硼铁合金、含磷量为20wt.％的纯度98％的磷铁合金粉末、含碳量为15wt.％的纯度98％的碳铁合金粉末，按化学分子式fe85-5xco8+2xb10+xp1+xc1+x中对应元素的化学计量比称取各原料，式中的x为原子百分数，其中1.0≤x≤3.0；
5、(2)母合金熔炼：将配好的原料置于真空熔炼炉中进行熔炼，重复熔炼3～6次得到母合金锭；
6、(3)将母合金锭从熔炼炉炉体内取出后打磨，打磨完成后，将母合金锭剪碎成数个大小合适的颗粒，并利用超声波清洗烘干，最后保存至干燥箱中；
7、(4)使用真空甩带机制备非晶合金条：打磨铜辊表面至光亮，清除残余颗粒；将石英管的下端打磨出1.0～15.0mm孔径并将步骤(3)得到的母合金颗粒置于管底，调整石英管的位置使母合金处在感应线圈中心；调节石英管距铜辊表面的高度不超过10mm，然后对腔体进行抽真空使腔体处于3×10-3pa的高真空态；缓慢调节水冷铜辊表面线速度至20～40m/s；调整好腔体与喷枪内的压差为20～40pa，调节感应线圈电流增至15～30a；
8、(5)观察石英管内情况，当石英管中出现发红和流动性熔融液体时，将母合金熔融液体从管中喷射出，从而制备出宽度为1.0～15.0mm、形状长而连续的合金条带；
9、(6)先将合金条带置于石英盘内，然后放进退火炉中，将炉体内的真空度抽至3×10-3pa达到高真空状态，接着再将高纯氩气通进炉内，循环操作这一步骤3～5次后，开启晶化退火热处理，得到铁基非晶态软磁合金材料。
10、优选的，步骤(2)中，当熔炼温度低于300℃时，熔炼炉的升温速率为1～3℃/min；当熔炼温度为300℃或高于300℃时，熔炼炉的升温速率为5～10℃/min；熔炼炉的保温温度为1200～1600℃，保温至母合金原料完全融化。
11、进一步的，在步骤(2)熔炼开始前，使用金属擦亮膏仔细打磨铜模内壁以及钨棒，将质量比为1:(1～3)的硅油和高纯海绵钛混合均匀，涂覆在铜模外壁，涂覆厚度为1～3mm；将硅油涂敷在熔炼炉内壁，熔炼时需先将铜模外壁熔炼。
12、进一步的，步骤(2)中，具体熔炼过程为：使用熔炼炉的电弧弧枪偏吹吹散原料合金，起弧后快速升高弧枪，先对原料边缘进行熔炼，等到原料完全熔化烧结后再将弧枪对准原料中间集中加热熔炼。
13、进一步的，步骤(3)中，打磨过程为：用细砂纸去除掉母合金锭表面的氧化层，直至表面光亮；每次熔炼出的母合金重量为15～500g。
14、优选的，步骤(4)中，使用细砂纸和金属擦亮膏打磨铜辊表面至光亮；石英管距铜辊表面的高度小于10mm；将腔体内的真空度先抽至300pa达到低真空状态，再将真空度抽至3×10-3pa达到高真空状态，充入高纯氩气，反复3～4次，最后腔体处于高真空态。
15、优选的，步骤(6)中，晶化热处理退火工艺步骤为：第一步、450～480℃预退火40～80min，第二步、450～600℃晶化退火60～240min，第三步、快速冷却至400℃以下进行风冷至室温。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、(1)采用本专利技术制备的非晶态软磁合金为fe85-5xco8+2xb10+xp1+xc1+x(1.0≤x≤3.0)材料的非晶合金系的初始晶化温度变化不明显，但是二次晶化温度逐渐升高，即co元素在这一范围内会拓宽晶化温度区间，促进α-fe(co)相的析出同时抑制fe-b及fe-p等硬磁相的出现；
18、(2)采用本专利技术制备的非晶合金的非晶形成能力和热稳定性较好，更加适合实际生产实际的工业化成产与应用；
19、(3)采用本专利技术制备的非晶合金具有更好韧性、综合软磁性能与力学性能，由此可知，本专利技术所制备的合金条带具有出色的综合性能，其比同样经过晶化退火处理的finemet合金的最大饱和磁化强度平均高出60emu/g，具有更加出色的软磁性能。
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1.一种铁基非晶态软磁合金材料，其特征在于，所述铁基非晶态软磁合金材料的化学分子式为Fe85-5xCo8+2xB10+xP1+xC1+x，式中的x为原子百分数，其中1.0≤x≤3.0。
2.一种如权利要求1所述的铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，当熔炼温度低于300℃时，熔炼炉的升温速率为1～3℃/min；当熔炼温度为300℃或高于300℃时，熔炼炉的升温速率为5～10℃/min；熔炼炉的保温温度为1200～1600℃，保温至母合金原料完全融化。
4.根据权利要求2或3所述的一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)熔炼开始前，使用金属擦亮膏仔细打磨铜模内壁以及钨棒，将质量比为1:(1～3)的硅油和高纯海绵钛混合均匀，涂覆在铜模外壁，涂覆厚度为1～3mm；将硅油涂敷在熔炼炉内壁，熔炼时需先将铜模外壁熔炼。
5.根据权利要求2或3所述的一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，具
6.根据权利要求2或3所述的一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，打磨过程为：用细砂纸去除掉母合金锭表面的氧化层，直至表面光亮；每次熔炼出的母合金重量为15～500g。
7.根据权利要求2或3所述的一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，使用细砂纸和金属擦亮膏打磨铜辊表面至光亮；石英管距铜辊表面的高度小于10mm；将腔体内的真空度先抽至300Pa达到低真空状态，再将真空度抽至3×10-3Pa达到高真空状态，充入高纯氩气，反复3～4次，最后腔体处于高真空态。
8.根据权利要求2或3所述的一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，晶化热处理退火工艺步骤为：第一步、450～480℃预退火40～80min，第二步、450～600℃晶化退火60～240min，第三步、快速冷却至400℃以下进行风冷至室温。
...【技术特征摘要】
1.一种铁基非晶态软磁合金材料，其特征在于，所述铁基非晶态软磁合金材料的化学分子式为fe85-5xco8+2xb10+xp1+xc1+x，式中的x为原子百分数，其中1.0≤x≤3.0。
2.一种如权利要求1所述的铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，当熔炼温度低于300℃时，熔炼炉的升温速率为1～3℃/min；当熔炼温度为300℃或高于300℃时，熔炼炉的升温速率为5～10℃/min；熔炼炉的保温温度为1200～1600℃，保温至母合金原料完全融化。
4.根据权利要求2或3所述的一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)熔炼开始前，使用金属擦亮膏仔细打磨铜模内壁以及钨棒，将质量比为1:(1～3)的硅油和高纯海绵钛混合均匀，涂覆在铜模外壁，涂覆厚度为1～3mm；将硅油涂敷在熔炼炉内壁，熔炼时需先将铜模外壁熔炼。
5.根据权利要求2或3所述的一种铁基非晶态软磁合金材料的制备方法，其特征在于，步...
【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，邵岑，王彤，邱凡，康健，陈浩，
申请(专利权)人：江苏锡沂高新材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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