【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁性金属材料制备，具体涉及一种兼具低矫顽力、高延韧性和强形成能力的铁基非晶合金及制备方法。
技术介绍
1、随着新能源汽车、智能制造、轨道交通、航空航天等战略性新兴产业的发展，现代技术更要求电机向高速化和高功率密度化发展。电机的主要部件—软磁合金铁芯则是影响电机损耗和效率的关键。目前采用的硅钢软磁合金已难以降低高速电机的铁芯损耗。随着频率进一步提高，硅钢铁芯的损耗将更大，这将导致电机效率显著下降，甚至造成电机难以平稳运行、过热损坏。因此，研发和采用高性能软磁合金材料满足高速、高频、高效电机的需求具有重要意义。
2、新技术和产品装备的突破常常需要新的高性能材料支撑。铁基非晶材料因其优异的综合软磁性能在各类软磁材料中脱颖而出。铁基非晶合金具有特殊的原子结构，原子排列长程无序，没有晶界阻碍磁畴壁的移动，因而具有较小的矫顽力和低的磁滞损耗；同时，原子无序排列，电子自由程短，铁基非晶合金与同成分的晶态合金相比具有更大的电阻率和相对较小的涡流损耗。
3、铁基软磁非晶合金因其优异的软磁综合性能，目前已在电力电子领域，如非晶电机定子铁心，电感，传感器，无线充电等方面得到应用。但铁基软磁非晶合金的研究开发中仍存在许多的问题与挑战。
4、目前实现工业化生产和实际应用的fe基软磁非晶合金体系bs偏低，市场上的主流铁基非晶和纳米晶产品仍是1k101(metglas2605sa1)，其bs仅为1.56t。而新开发的合金成分大多数未能得到实际应用，主要有以下几点原因：首先，高饱和磁感应强度与强非晶形成能力之间
5、最近几年，科研人员在高铁含量铁基非晶合金的研发方面取得了一系列进展。如2006年，ogawa等人专利技术了一种商品名为hb1的铁基非晶合金fe81.7si2b16c0.3和fe82si2b14c2，bs分别达1.64t和1.67t。但研究主要集中在fesib、fesibp、fesibc、fepc等除fe外只含有2个或3个类金属元素的体系中。同时含有b、c、si、p四个非金属元素的非晶合金相对较少。在含有四个非金属元素的少数研究工作中，一般含碳量较低，含si较高，以提高非晶形成能力。并且在少数含有fesibpc五组元合金中，p元素的含量通常较高，以提高非晶形成能力，但大量p的添加会明显降低体系的饱和磁感应强度。
6、b、c、si、p的同时添加可增加体系的混乱度，可望提高其非晶形成能力，但fesibpc五组元体系中各元素之间的交互作用十分复杂，要获得优异非晶形成能力和较好的软磁性能，需要开展深入理论分析。本研究组在长期理论和实验研究和的基础上，p元素添加虽然有利于降低矫顽力，但也会降低饱和磁感应强度。c和b在一定程度上有利于增加饱和磁感应强度。非晶合金中原子呈无序排列，其平均原子半径差与结构和非晶形成能力直接关联，研究发现在高铁含量非晶合金中饱和磁感应强度与平均原子半径差存在正相关性。此外，si元素因与c、p、b有较大负混合热，因此会影响平均原子半径差，并影响合金的饱和磁感应强度。经过初期研究，本研究组提出了si、c、p、b元素对高铁含量铁基合金非晶形成能力和软磁性能的协同影响机制，在合适的si、c、p、b元素含量条件下，突破了单一元素对非晶形成能力和软磁性能影响的传统思路，并基于元素间的交互作用和协同作用效应，获得了具有较高非晶形成能力和优异软磁性能的铁基非晶合金体系。但是铁基非晶合金体系矫顽力难以降低至1a/m以下，经过优化退火处理后，矫顽力多集中在2-7a/m，仍有待进一步降低，以降低应用时的损耗；非晶合成能力也有待进一步提高。此外，非晶合金再经过结构弛豫和/或性能调控退火后，变得较脆，对非晶软磁合金应用有显著不利影响。再非晶合金应用中，怎样降低非晶软磁合金带材退火后的脆性，使其保持足够的延性一直是非晶领域的难点，但降低非晶合金带材的脆性对其后续加工及器件的安全使用十分重要。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中铁基非晶合金的矫顽力有待进一步降低，饱和磁感强度及非晶形成能力和延韧性有待提高等关键问题，通过研究元素讲的交互作用和协同效应，提供了一种兼具低矫顽力、高饱和磁感强度、高延韧性和强形成能力的铁基非晶合金及制备方法。
2、为此，本专利技术提供了以下技术方案。
3、本专利技术提供了一种兼具低矫顽力、高延韧性和强形成能力的铁基非晶合金，具有通式：
4、feabbccsidpemf；
5、其中，a％、b％、c％、d％、e％和f％为各元素的原子百分数；
6、m为v；
7、0≤f≤0.8；
8、d＞e；
9、0.13≤b/a≤0.17；
10、d+e≤c；或，4.0≤c+d+e≤5.0。
11、所述铁基非晶合金中，80.2≤a≤83，11.0≤b≤13.5，1.8≤c≤3.5，1.0≤d≤2.1，0.3≤e≤1，且满足：17≤b+c+d+e≤19.0，a+b+c+d+e+f＝100。
12、所述铁基非晶合金中，c＞d；0.13≤e/c≤0.46；14.4≤b+c≤16。
13、所述铁基非晶合金中，81≤a≤83，11.6≤b≤13.5，2.2≤c≤3.4，1.2≤d≤2.1。
14、所述铁基非晶合金优选结构式如下：
15、fe81.4b13.2c2.8si1.8p0.8、fe81.8b12.8c2.8si1.8p0.8、fe82.2b12.4c2.8si1.8p0.8、fe82.6b12c2.8si1.8p0.8、fe83b11.6c2.8si1.8p0.8、fe82.2b12.2c3si1.8p0.8、fe82.2b12c3.2si1.8p0.8、fe82.2b11.8c3.4si1.8p0.8、fe82.2b12.4c3si1.8p0.6、fe82.2b13c2.8si1.2p0.8、fe82.2b12.7c2.8si1.5p0.8、fe82.2b12.2c2.8si2.1p0.7、fe82b12.4c2.8si1.8p1、fe82.4b12c2.8si1.8p1、fe82.5b12.4c2.2si1.8p1、fe82.2b12.3c2.8si2.1p0.6、fe本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种兼具低矫顽力、高延韧性和强形成能力的铁基非晶合金，其特征在于，具有通式：
2.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，80.2≤a≤83，11.0≤b≤13.5，1.8≤c≤3.5，1.0≤d≤2.1，0.3≤e≤1，且满足：17≤b+c+d+e≤19.0，a+b+c+d+e+f＝100。
3.根据权利要求1或2所述的铁基非晶合金，其特征在于，c＞d；0.13≤e/c≤0.46；14.4≤b+c≤16。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铁基非晶合金，其特征在于，81≤a≤83，11.6≤b≤13.5，2.2≤c≤3.4，1.2≤d≤2.1。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铁基非晶合金，其特征在于，优选结构式如下：Fe81.4B13.2C2.8Si1.8P0.8、Fe81.8B12.8C2.8Si1.8P0.8、Fe82.2B12.4C2.8Si1.8P0.8、Fe82.6B12C2.8Si1.8P0.8、Fe83B11.6C2.8Si1.8P0.8、Fe82.2B12.2C3Si1.8P0.8、Fe82.2B12
6.根据权利要求1-5任一项所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述铁基非晶合金的临界厚度不低于30μm。
7.一种如权利要求1-6任一项所述铁基非晶合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)，在得到所述母合金后还包括提纯的步骤；
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)，采用吸铸、喷铸、水淬或单辊旋淬法得到所述非晶合金。
10.根据权利要求7-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)，采用单辊旋淬法，使母合金形成条带状，冷却后得到非晶合金条带；
...【技术特征摘要】
1.一种兼具低矫顽力、高延韧性和强形成能力的铁基非晶合金，其特征在于，具有通式：
2.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，80.2≤a≤83，11.0≤b≤13.5，1.8≤c≤3.5，1.0≤d≤2.1，0.3≤e≤1，且满足：17≤b+c+d+e≤19.0，a+b+c+d+e+f＝100。
3.根据权利要求1或2所述的铁基非晶合金，其特征在于，c＞d；0.13≤e/c≤0.46；14.4≤b+c≤16。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铁基非晶合金，其特征在于，81≤a≤83，11.6≤b≤13.5，2.2≤c≤3.4，1.2≤d≤2.1。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铁基非晶合金，其特征在于，优选结构式如下：fe81.4b13.2c2.8si1.8p0.8、fe81.8b12.8c2.8si1.8p0.8、fe82.2b12.4c2.8si1.8p0.8、fe82.6b12c2.8si1.8p0.8、fe83b11.6c2.8si1.8p0.8、fe82.2b12.2c3si1.8p0.8、fe82.2b12c3.2si1.8p0.8、fe82.2b11.8c3.4si1.8p0.8、fe82.2b12...
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