一种铁基非晶薄带及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种铁基非晶薄带，其中，铁基非晶薄带的成分按照原子个数百分比计，其化学成分表达方式为，ＦｅａＳｉｂＢｃＣｄＡｌｅ，其中ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ的原子百分比含量分别为：７６≤ａ≤８５，３≤ｂ≤１０，７≤ｃ≤１３，０．０１≤ｄ≤２，０．０１≤ｅ≤１，且ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００。ｃ＋ｄ优选为１０．５～１４，ｃ＋ｅ优选为９．５～１２．５，其化学成分表达式优选为Ｆｅ８０Ｓｉ９Ｂ９Ｃ１．５Ａｌ０．５或Ｆｅ８０Ｓｉ９Ｂ１０Ｃ０．５Ａｌ０．５。铁基非晶薄带的饱和磁感应强度Ｂｓ不小于１．５Ｔ。且能显示出低屈服强度，在其发生弹性形变的过程中，可作１８０°弯折不折断。本发明专利技术软磁性能优异，且制造成本低廉，制得的铁基非晶薄带韧性好，宽度大。其完全可以作为中频变压器铁芯的替换材料，适宜大范围制造成产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非晶态合金，特别涉及。
技术介绍
通过快速凝固方式制备得到的非晶合金因其不具备长程原子有序结构而导致非 晶合金具有独特的力学性能、磁学性能、耐蚀性能和电性能等。因此，非晶合金材料的研究 成为材料研究领域中重要的一个。而非晶合金中的铁基非晶材料因其优异的磁学性能和低 廉的成本使其被广泛应用于各种变压器、电磁换能元件等
目前。中频变压器铁芯，使用频率从400Hz到20kHz，其可用作航空电源变压器，铁 路控制系统变压器、机械零件淬火设备变压器、激光电源变压器、逆变电源变压器等。它要 求变压器铁芯材料有高饱和磁感，这样可以大大减轻设备重量、縮小体积；低损耗来降低变 压器温升等。而变压器中的硅钢片虽然具有较高的饱和磁感(2. 0T)，但是它的中频损耗大， 能耗高，不适于中频变压器。而非晶合金在中频的损耗小，有很好的经济效益和环境效益， 只是饱和磁感小于硅钢，且市面上使用的非晶合金(如1K101)，其成分多含有贵金属，使其 制造成本很高，难以大范围推广。所以，开发出新的非晶合金，使其具有高饱和磁感和低中 频损耗，能成为变压器铁芯材料才是研究重点。 鉴于上述原因，因此，迫切需要出现一种成本低廉，韧性好，工艺简单，并且具有超 高饱和磁感应强度和低中频损耗的铁基非晶薄带。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种成本低廉，韧性好，工艺简单，具有超 高饱和磁感应强度和低中频损耗的铁基非晶薄带。来解决现行市面上的变压器铁芯材料制 造成本过高的问题。 为了实现上述目的，本专利技术提供了一种铁基非晶薄带，其中，所述铁基非晶薄带的 成分按照原子个数百分比计，其化学成分表达方式为，FeaSibB。CdAle，其中a、b、c、d、e的原子 百分比含量分别为76《a《85，3《b《10，7《c《13，0. 01《d《2，0. 01《e《1， 且a+b+c+d+e = 100。 c+d优选为10. 5 14， c+e优选为9. 5 12. 5。 所述铁基非晶薄带的化学成分表达式优选为F^SiAC^Al^或 Fe80Si9B10C0.5A10.5。 所述铁基非晶薄带的饱和磁感应强度Bs不小于1. 5T。 所述铁基非晶薄带显示出低屈服强度，在其发生弹性形变的过程中，可作180°弯 折不折断。所述铁基非晶薄带的厚度为24 28微米，宽度为9 15毫米。 为更好的实现本专利技术目的，本专利技术还提供了一种铁基非晶薄带的制造方法，其中，包括如下步骤 步骤一，按化学成分配比配置母合金， 步骤二 、熔炼步骤一所得的母合金， 步骤三、重熔步骤二所得的合金、并甩带制成非晶薄带， 步骤四、对步骤三所得非晶薄带进行热处理， 步骤五、对步骤四获得产品进行性能检测。 操作所述步骤一时，按照权利要求1所述的铁基纳米晶薄带的目标成分所需的原 子个数计算出与之相应的原料，并使用物理天平进行称量，配制出FeaSibB。CdAle的母合金； 操作所述步骤二时，将步骤一所得的母合金投入中频真空感应炉中熔融，熔融过 程中，调节抽真空度至3 5 X 10—3pa，充入压力0. 04 0. 07Mpa氩气保护气体，调节电流控 制熔融温度在1150 140(TC，熔炼时间5 12分钟后随炉冷却取出制得的FeaSibB。CdAle 母合金合金锭； 操作所述步骤三时，将步骤二所得合金锭采用单辊极冷方式制成非晶薄带，喷带 温度为1200 1300。C，辊面线速度为35 40m/s， 操作所述步骤四时，将得到的非晶薄带巻绕成外径为2. 5cm，内径为lcm的圆环， 将圆环放在热处理炉中，在300-38(TC下保温0. 8 1. 2小时； 操作所述步骤五时，将步骤四所得铁基非晶薄带进行性能检测，通过检测的即得 到合格的铁基非晶薄带产品。 与现有技术相比，本专利技术具有以下特点 本专利技术提供的铁基非晶态合金薄带，其按原子百分比的化学组成为 FeaSibBcCdAle(at% ) ， 76《a《85， 3《b《10， 7《c《13，0. 01《d《2，0. 01《e《1。 选择Fe基的原因是其具有高饱和磁感应强度，Fe的原子百分比为76 85最佳，小于75时， 达不到我们所要求的高饱和磁感应强度，而大于原子百分比85时，不易形成非晶态合金。 Si和B为非晶形成元素，Si含量为3 10为最佳，小于3时作用不明显，而大于 20则对非晶合金的磁性能伤害变大。另外，合金中添加了 C元素，C为非晶形成元素，C的 作用是提高薄带的铸造性，能够提高冷却基板与熔融合金液的浸润性，有利于非晶薄带的 形成，提高成带质量。由于C的加入，即使Si含量减少也不会影响非晶的形成。所以Si的 含量为3 10为最佳。B含量为7 13，少量添加B作用不明显，而B原子百分比超过13 时，易形成FeB相析出，不利于形成成分均匀的非晶带材。 Al是工业冶炼上用于除去氧、氮等杂质的有效元素，通常工业铁中均含有微量的 Al (《0. 5wt% )，其为杂质相，不希望被大量添加。但是A1能提高合金的淬透性，固溶于以 Fe为主相的BCC相中，使软磁性合金电阻提高，铁损降低。大量添加Al会使其饱和磁通密 度恶化作用明显，一般添加量小于4at^ (见EP 0271657)，考虑到其他原子间的相互作用， 控制A1添加量在原子百分比1以内为宜。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和积极效果 1、配方中舍弃贵重金属元素，在不影响产品各项性能的基础上，大大降低了产品 的制造成本。 2、经本专利技术制造方法造出的铁基纳米晶薄带，厚度为24 28微米，宽度为9 15 毫米。产品大小形状远远高于现有产品的大小，且韧性好，180度折弯依然不折断。 3、本专利技术的铁基非晶薄带具有超高饱和磁感应强度，其Bs不小于1. 5T。附图说明 图1为本专利技术的饱和磁感应强度Bs随Al含量变化 图2为本专利技术的铁损(P2/20K)随Al含量变化 图3为本专利技术的饱和磁感应强度Bs随Al含量变化 图4为本专利技术的铁损(P2/20K)随Al含量变化 图5为本专利技术的饱和磁感应强度Bs随C含量变化 图6为本专利技术的饱和磁感应强度Bs随C含量变化具体实施例方式下面结合附图，对本专利技术进行说明。 本专利技术提供了一种铁基非晶薄带，其中，铁基非晶薄带的成分按照原子个数百分 比计，其化学成分表达方式为，F SibB。CdAle，其中a、 b、 c、 d、 e的原子百分比含量分别为 76《a《85，3《b《10，7《c《13，0. 01《d《2，0. 01《e《1，且a+b+c+d+e = 100。 c+d优选为10. 5 14， c+e优选为9. 5 12. 5，铁基非晶薄带的化学成分表达式优选为 FesoSigBgC^. 5A10. s或Fe80Si9B10C0.5A10.5。 铁基非晶薄带的饱和磁感应强度Bs不小于1. 5T。铁基非晶薄带显示出低屈服强 度，在其发生弹性形变的过程中，可作180。弯折不折断。铁基非晶薄带的厚度为24 28 微米，宽度为9 15毫米。 实施例1 将Fe， Si，硼铁(24% ) ， C， Al按FeaSibB。CdAle化学成分比配置，其制造过程采用 如下步骤 步骤一，按化学成分配比配置母合金， 步骤二 、熔炼步骤一所得的母合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁基非晶薄带，其特征在于，所述铁基非晶薄带的成分按照原子个数百分比计，其化学成分表达方式为，Ｆｅ↓［ａ］Ｓｉ↓［ｂ］Ｂ↓［ｃ］Ｃ↓［ｄ］Ａｌ↓［ｅ］，其中ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ的原子百分比含量分别为：７６≤ａ≤８５，３≤ｂ≤１０，７≤ｃ≤１３，０．０１≤ｄ≤２，０．０１≤ｅ≤１，且ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹永清，秦振武，李楠，庞靖，
申请(专利权)人：青岛云路新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]