一种铁基非晶带材及其制备方法和高频高磁导率纳米晶合金的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铁基非晶带材，按摩尔份数计，包括以下组分：67～74.2份的Fe，16～19.2份的Si，6.5～8.5份的B，2.0～3.0份的Nb，0.2～1份的V，1.0～1.3份的Cu和0.1～2.2份的Co。本发明专利技术提供的铁基非晶带材，含有较高的硅，使得合金有利于获得高磁导率；并且含有较低的硼，结合所限定组分中V和Co，有利于降低双级晶化退火后合金的剩余磁感应强度Br，进而提高合金在100KHz的高频下的有效磁导率。本发明专利技术提供的铁基非晶带材无需结合横向磁场条件，仅需采用双级晶化退火即可获得纳米晶结构，以此得到的合金具有高频高磁导率。

Iron based amorphous ribbon and preparation method thereof and preparation method of high frequency and high permeability nanocrystalline alloy

The invention provides an iron-based amorphous strip with a massage fraction meter, comprising the following components: 67-74.2 parts of Fe, 16-19.2 parts of Si, 6.5-8.5 parts of B, 2.0-3.0 parts of Nb, 0.2-1 parts of V, 1.0-1.3 parts of Cu and 0.1-2 parts of CO. The iron-based amorphous strip provided by the present invention contains high silicon, which makes the alloy advantageous to obtain high permeability, and contains low boron, combined with V and Co in the limited components, is advantageous to reducing the residual magnetic induction strength Br of the alloy after two-stage crystallization annealing, thereby improving the effective magnetic permeability of the alloy at 100 KHz high frequency. The Fe-based amorphous strip provided by the invention can obtain nanocrystalline structure without combining transverse magnetic field conditions, and the alloy obtained by the method has high frequency and high permeability.

【技术实现步骤摘要】
一种铁基非晶带材及其制备方法和高频高磁导率纳米晶合金的制备方法
本专利技术属于磁性材料
，尤其涉及一种铁基非晶带材及其制备方法和高频高磁导率纳米晶合金的制备方法。
技术介绍
铁基纳米晶合金是由非晶合金经过晶化退火而得到的一类具有高磁导率和低损耗的新型软磁合金。常规铁基纳米晶合金磁芯是由典型国标成分Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1的非晶合金薄带经过卷绕成磁芯后，再进行优化退火工艺而得到的，其在1KHz频率下有效磁导率可以达到10万左右。随着现代工业的发展，希望软磁材料在更高频率范围内，如10KHz到100KHz，具有更高的磁导率。现有技术充分利用横向磁场退火工艺可以有效降低剩余磁感应强度的优势，采用真空横向磁场退火，提高铁基纳米晶合金磁芯高频条件下的磁导率：1KHz频率下有效磁导率可以达到20万左右，10KHz频率下有效磁导率可以达到6万以上，而100KHz频率下有效磁导率最高可以达到2.8万。但是，进行横向磁场退火时，为了获得较大的横向磁场强度，需要采用500A～800A的大电流，耗能巨大。并且，高频高磁导率磁芯制备过程中，磁芯在进行横向磁场退火时，由于洛伦兹力的作用，会在磁场中发生移动。常规的解决办法是将磁芯穿在不锈钢棍子上，并用铜线或者其它无磁的金属线固定住磁芯的两端，进而使磁芯避免发生横向或者纵向的运动。但是，存在工艺复杂，产量小，工业生产效率低且生产成本高的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供用于制备高频高磁导率纳米晶合金的铁基非晶带材及其制备方法和高频高磁导率纳米晶合金的制备方法，本专利技术提供的铁基非晶带材，仅仅需要保温退火，无需采用真空横向磁场退火即可得到高频高磁导率。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种铁基非晶带材，按摩尔份数计，包括以下组分：67～74.2份的Fe，16～19.2份的Si，6.5～8.5份的B，2.0～3.0份的Nb，0.2～1份的V，1.0～1.3份的Cu和0.1～2.2份的Co。优选的，所述铁基非晶带材的厚度为18～24μm。本专利技术提供了上述技术方案所述的铁基非晶带材的制备方法，包括：将包括所述铁基非晶带材限定组成的母合金进行甩带处理，得到铁基非晶带材。本专利技术还提供了一种高频高磁导率纳米晶合金的制备方法，包括：(1)提供上述技术方案所述的铁基非晶带材；(2)将所述铁基非晶带材进行分级晶化退火，得到高频高磁导率纳米晶合金；所述分级晶化退火无需在磁场条件下进行。优选的，所述分级晶化退火在真空条件下进行。优选的，将所述铁基非晶带材依次进行初级晶化退火、升温和二级晶化退火。优选的，所述初级晶化退火的温度为470～480℃，所述初级晶化退火的时间为120～150min。优选的，所述二级晶化退火的温度为530～560℃，所述二级晶化退火的时间为120～180min。优选的，所述升温的速率为1～3℃/min。优选的，所述分级晶化退火前，还包括：将所述铁基非晶带材进行卷绕处理，得到铁基非晶磁芯；将所述铁基非晶磁芯进行分级晶化退火后，得到的高频高磁导率纳米晶合金即为高频高磁导率纳米晶磁芯。本专利技术提供了一种铁基非晶带材，按摩尔份数计，包括以下组分：67～74.2份的Fe，16～19.2份的Si，6.5～8.5份的B，2.0～3.0份的Nb，0.2～1份的V，1.0～1.3份的Cu和0.1～2.2份的Co。本专利技术提供的铁基非晶带材，组分中含有高含量的硅，使得合金具有高的磁导率，同时具有较低的磁感生各向异性，因而可以不经过横向磁场退火，也具有较高的磁导率；合金组分中含有较低含量的硼，在经过双级晶化退火后有利于获得低的剩余磁感应强度Br，同时还可以降低硅含量高导致的脆性，增加非晶带材的韧性。合金组分中含有一定量的V和Co，可以抑制随频率升高所导致的磁滞回线宽化的现象，进而提高合金在100KHz的高频下的有效磁导率。在经过退火制备纳米晶合金时，本专利技术提供的铁基非晶带材无需结合横向磁场条件，仅需采用分级晶化退火得到的纳米晶合金在高频条件下，具有更高的有效磁导率。实施例的结果表明，本专利技术提供的铁基非晶带材，仅仅需要保温退火，无需采用真空横向磁场退火即可得到10KHz频率下，有效磁导率不低于80000；100KHz频率下，有效磁导率高达30000。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例1中铁基非晶带材的XRD检测结果图；图2为本专利技术实施例2中铁基非晶带材的XRD检测结果图；图3为本专利技术实施例3中铁基非晶带材的XRD检测结果图；图4为本专利技术实施例4中铁基非晶带材的XRD检测结果图；图5为本专利技术实施例5中铁基非晶带材的XRD检测结果图。具体实施方式本专利技术提供了一种铁基非晶带材，按摩尔份数计，包括以下组分：67～74.2份的Fe，16～19.2份的Si，6.5～8.5份的B，2.0～3.0份的Nb，0.2～1份的V，1.0～1.3份的Cu和0.1～2.2份的Co。本专利技术提供的用于制备高频高磁导率纳米晶合金的铁基非晶带材，以摩尔份数计，包括67～74.2份的Fe，优选为66.5～71.5份，进一步优选为66.8～71.0份，更优选为69～70份。以所述摩尔份的Fe为基础，本专利技术提供的铁基非晶带材，包括16～19.2份的Si，优选为16.5～19.0份，进一步优选为17～18.8份，更优选为17.5～18.5份，最优选为18份。以所述摩尔份的Fe为基础，本专利技术提供的铁基非晶带材，包括6.5～8.5份的B，优选为6.6～8.0份，进一步优选为6.65～7.5份，更优选为6.7～7.0份，最优选为6.8～6.9份。以所述摩尔份的Fe为基础，本专利技术提供的铁基非晶带材，包括2.0～3.0份的Nb，优选为2.1～2.4份，进一步优选为2.15～2.35份，更优选为2.2～2.3份。在本专利技术中，所述铁基非晶带材中合金组分中含有更低的硼和铌，有利于缓解硅含量较高导致的脆性较大的问题。以所述摩尔份的Fe为基础，本专利技术提供的铁基非晶带材，包括0.2～1份的V，优选为0.3～0.8份，进一步优选为0.4～0.7份，更优选为0.5～0.6份。以所述摩尔份的Fe为基础，本专利技术提供的铁基非晶带材，包括1.0～1.3份的Cu，优选为1.05～1.25份，进一步优选为1.1～1.2份，更优选为1.15份。以所述摩尔份的Fe为基础，本专利技术提供的铁基非晶带材，包括0.1～2.2份的Co，优选为0.2～2.0份，进一步优选为0.5～1.5份，更优选为0.8～1.0份。在本专利技术中，所述铁基非晶带材的厚度优选为18～24μm，进一步优选为18～22μm，更优选为19～20μm。本专利技术能够得到厚度在19～20μm范围内的铁基非晶带材，这既能保证工业生产的高效率，又能保证在高频下具有高的有效磁导率。本专利技术提供了上述技术方案所述的铁基非晶带材的制备方法，包括：将包括所述铁基非晶带材限定组成的母合金进行甩带处理，得到铁基非晶带材。在本专利技术中，所述母合金优选采用自行制备的方式得到。本专利技术对所述母合金的制备工艺没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的中频感应加热工艺进行熔炼。在本专利技术中，所述母合金的制备方法优选包括：将满足所述铁基非晶带材限定组成配比的金属原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁基非晶带材，按摩尔份数计，包括以下组分：67～74.2份的Fe，16～19.2份的Si，6.5～8.5份的B，2.0～3.0份的Nb，0.2～1份的V，1.0～1.3份的Cu和0.1～2.2份的Co。

【技术特征摘要】
1.一种铁基非晶带材，按摩尔份数计，包括以下组分：67～74.2份的Fe，16～19.2份的Si，6.5～8.5份的B，2.0～3.0份的Nb，0.2～1份的V，1.0～1.3份的Cu和0.1～2.2份的Co。2.根据权利要求1所述的铁基非晶带材，其特征在于，所述铁基非晶带材的厚度为18～24μm。3.权利要求1或2所述的铁基非晶带材的制备方法，包括：将包括所述铁基非晶带材限定组成的母合金进行甩带处理，得到铁基非晶带材。4.一种高频高磁导率纳米晶合金的制备方法，包括：(1)提供权利要求1或2所述的铁基非晶带材；(2)将所述铁基非晶带材进行分级晶化退火，得到高频高磁导率纳米晶合金；所述分级晶化退火无需在磁场条件下进行。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述分级晶化退火在真空条件下进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱昭峰，甘章华，陈雨峰，张忠付，夏建萍，卢志红，
申请(专利权)人：江苏奥玛德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32