一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法和系统，通过提高入炉温度以及升温速率，从而缩短热处理时间，能够在一定程度上有效的控制磁芯内部的磁有序化，减小磁晶各向异性，提高磁芯的性能。本发明专利技术的一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法，包括：启动加热系统；加热系统设置预定温度T0，并将预定温度信息发送给热处理炉；热处理炉控制炉腔从室温加热到预定温度T0；热处理炉的炉腔内放入绕制好的磁芯；加热系统启动抽气程序；热处理炉将炉腔内空气抽出至真空状；加热系统启动注入气体程序；热处理炉向炉腔内注入气体；加热系统启动第一升温加速程序，设定第一升温速率v1、加热第一目标温度T1和第一保温时间t1。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料处理领域，尤其涉及一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法和系统。
技术介绍
纳米晶磁芯是经过母材熔炼、带材喷制、绕制成环、热处理等一系列环节加工而成，在不考虑带材成分、磁芯尺寸以及形状的情况下，热处理对得到高性能磁芯是至关重要的。传统的热处理方法一般都是在热处理过程中从室温开始加热，按照预定的加热曲线进行升温和保温，最后随炉冷却至室温再出炉。但因升温速率慢且从室温开始加热的过程所耗费的时间长并导致生产周期长、批量处理效力低从而造成耗时耗力。并且由于热处理时间长，磁芯内部磁晶在较长的不可控时间内易产生各向异性，从而使得所得磁芯的有效磁导率低，不利于磁芯获得高的性能。因此急需研究合适的热处理方法，来缩短热处理时间，并使得磁芯在一定频率范围内的性能稳定，去除不利影响，提高磁芯的有效磁导率和抗干扰能力，减少资源浪费。
技术实现思路
本专利技术提供了一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法和系统，通过提高入炉温度以及升温速率，从而缩短热处理时间，能够在一定程度上有效的控制磁芯内部的磁有序化，减小磁晶各向异性，提高磁芯的性能。本专利技术的一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法，包括：启动加热系统；加热系统设置预定温度T0，并将预定温度信息发送给热处理炉；热处理炉控制炉腔从室温加热到预定温度T0；热处理炉的炉腔内放入绕制好的磁芯，关闭炉腔门；加热系统启动抽气程序；热处理炉将炉腔内空气抽出至真空状；加热系统启动注入气体程序；热处理炉向炉腔内注入气体；加热系统启动第一升温加速程序，设定第一升温速率v1、加热第一目标温度T1和第一保温时间t1；热处理炉对磁芯以均匀的第一升温速率v1加热到第一目标温度T1，并保温t1分钟；加热系统启动第二升温加速程序，设定第二升温速率v2、加热第二目标温度T2和第二保温时间t2；热处理炉对磁芯以均匀的第二升温速率v2加热到第二目标温度T2，并保温t2分钟；加热系统启动降温程序，设置第三目标温度T3；热处理炉将炉腔内的磁芯随炉冷却至第三目标温度T3；热处理炉的炉腔内取出磁芯，并在空气中冷却至室温。可选的，预定温度T0≥200℃。可选的，热处理炉的炉腔内注入的气体为惰性气体。可选的，第一升温速率v1≥10℃/min；第一目标温度T1为510℃；第一保温时间t1为15min。可选的，第二升温速率v2≥1℃/min；第二目标温度T2为560℃；第二保温时间t2为60min。可选的，第三目标温度为300℃。可选的，磁芯包括高频低损耗Fe-Nb-Cu-Si-B快淬软磁铁基纳米晶合金。可选的，制备出的磁芯在1KHz-100KHz的频率范围内，其有效磁导率的数值均在40000以上。一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理系统，包括：加热系统和热处理炉；加热系统包括：第一启动单元，用于启动加热程序；第一控制单元，用于设置预定温度T0；第二启动单元，用于启动抽气程序；第三启动单元，用于启动注入气体程序；第四启动单元，用于启动第一升温加速程序；第五启动单元，用于启动升温加速程序；第六启动单元，用于启动降温程序；热处理炉包括：第一调温单元，用于将炉腔从室温加热到预定温度T0；放置单元，用于将磁芯放入炉腔内；抽气单元，用于将炉腔内空气抽出至真空；注气单元，用于向炉腔内注入气体；第二调温单元，用于将炉腔内的磁芯以第一升温速率v1升温至第一目标温度T1，并在t1时间内保持第一目标温度T1不变；第三调温单元，用于将炉腔内的磁芯以第二升温速率v2升温至第二目标温度T2，并在t2时间内保持第二目标温度T2不变；第四调温单元，用于将炉腔连通炉腔内的磁芯一同降温至第三目标温度T3；取出单元，用于将磁芯从炉腔内取出。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术的一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法，包括：启动加热系统；加热系统设置预定温度T0，并将预定温度信息发送给热处理炉；热处理炉控制炉腔从室温加热到预定温度T0；热处理炉的炉腔内放入绕制好的磁芯，关闭炉腔门；加热系统启动抽气程序；热处理炉将炉腔内空气抽出至真空状；加热系统启动注入气体程序；热处理炉向炉腔内注入气体；加热系统启动第一升温加速程序，设定第一升温速率v1、加热第一目标温度T1和第一保温时间t1；热处理炉对磁芯以均匀的第一升温速率v1加热到第一目标温度T1，并保温t1分钟；加热系统启动第二升温加速程序，设定第二升温速率v2、加热第二目标温度T2和第二保温时间t2；热处理炉对磁芯以均匀的第二升温速率v2加热到第二目标温度T2，并保温t2分钟；加热系统启动降温程序，设置降温目标温度T3；热处理炉将炉腔内的磁芯随炉冷却至目标温度T3；热处理炉的炉腔内取出磁芯，并在空气中冷却至室温。加热系统控制热处理炉的升降温的温度、升降温的速率、保温时间等因素，启动加热系统后，热处理炉升温到预定温度T0，提高了入炉温度；在热处理炉内放入磁芯后，采取先抽气至真空再注入惰性气体能有效保护磁芯在升温过程中无杂质干扰，从而保正制品纯度；分两次设定不同的升温速率、目标温度和保温时间，使整个热处理过程在一定程度上有效的抑制磁芯内部的磁有序，减小磁晶各向异性，提高材料的软磁性能；降温过程采取先降至目标温度T3，再在空气中冷却的方法能快速大幅降低磁芯的温度，从而降低热处理时间和热处理成本。有效解决了传统热处理方法所耗费的时间长并导致生产周期长、批量处理效力低从而造成耗时耗力的问题。附图说明图1为本专利技术中一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法实施例的流程图；图2为本专利技术中一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理系统实施例的流程图；图3为本专利技术中一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法的工艺曲线图。具体实施方式本专利技术的目的是提供一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法和系统，通过提高入炉温度以及升温速率，从而缩短热处理时间，能够在一定程度上有效的控制磁芯内部的磁有序化，减小磁晶各向异性，提高磁芯的性能。下面参阅图1-图2，对本专利技术中的一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法和系实施例进行说明：本专利技术的一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法实施例，包括：101、启动加热系统；102、加热系统设置预定温度T0，并将预定温度信息发送给热处理炉；103、热处理炉控制炉腔从室温加热到预定温度T0；104、热处理炉的炉腔内放入绕制好的磁芯，关闭炉腔门；105、加热系统启动抽气程序；106、热处理炉将炉腔内空气抽出至真空状；107、加热系统启动注入气体程序；108、热处理炉向炉腔内注入气体；109、加热系统启动第一升温加速程序，设定第一升温速率v1、加热第一目标温度T1和第一保温时间t1；110、热处理炉对磁芯以均匀的第一升温速率v1加热到第一目标温度T1，并保温t1分钟；111、加热系统启动第二升温加速程序，设定第二升温速率v2、加热第二目标温度T2和第二保温时间t2；112、热处理炉对磁芯以均匀的第二升温速率v2加热到第二目标温度T2，并保温t2分钟；113、加热系统启动降温程序，设置降温目标温度T3；114、热处理炉将炉腔内的磁芯随炉冷却至目标温度T3；115、热处理炉的炉腔内取出磁芯，并在空气中冷却至室温。本实施例中，如图1，加热系统控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法，其特征在于，包括：启动加热系统；所述加热系统设置预定温度T0，并将预定温度信息发送给热处理炉；所述热处理炉控制炉腔从室温加热到预定温度T0；所述热处理炉的炉腔内放入绕制好的磁芯，关闭炉腔门；所述加热系统启动抽气程序；所述热处理炉将炉腔内空气抽出至真空状；所述加热系统启动注入气体程序；所述热处理炉向炉腔内注入气体；所述加热系统启动第一升温加速程序，设定第一升温速率v1、加热第一目标温度T1和第一保温时间t1；所述热处理炉对磁芯以均匀的所述第一升温速率v1加热到所述第一目标温度T1，并保温t1分钟；所述加热系统启动第二升温加速程序，设定第二升温速率v2、加热第二目标温度T2和第二保温时间t2；所述热处理炉对磁芯以均匀的所述第二升温速率v2加热到所述第二目标温度T2，并保温t2分钟；所述加热系统启动降温程序，设置第三目标温度T3；所述热处理炉将炉腔内的磁芯随炉冷却至目标温度T3；从所述热处理炉的炉腔内取出磁芯，并在空气中冷却至室温。

【技术特征摘要】
1.一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法，其特征在于，包括：启动加热系统；所述加热系统设置预定温度T0，并将预定温度信息发送给热处理炉；所述热处理炉控制炉腔从室温加热到预定温度T0；所述热处理炉的炉腔内放入绕制好的磁芯，关闭炉腔门；所述加热系统启动抽气程序；所述热处理炉将炉腔内空气抽出至真空状；所述加热系统启动注入气体程序；所述热处理炉向炉腔内注入气体；所述加热系统启动第一升温加速程序，设定第一升温速率v1、加热第一目标温度T1和第一保温时间t1；所述热处理炉对磁芯以均匀的所述第一升温速率v1加热到所述第一目标温度T1，并保温t1分钟；所述加热系统启动第二升温加速程序，设定第二升温速率v2、加热第二目标温度T2和第二保温时间t2；所述热处理炉对磁芯以均匀的所述第二升温速率v2加热到所述第二目标温度T2，并保温t2分钟；所述加热系统启动降温程序，设置第三目标温度T3；所述热处理炉将炉腔内的磁芯随炉冷却至目标温度T3；从所述热处理炉的炉腔内取出磁芯，并在空气中冷却至室温。2.根据权利要求1所述的一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法，其特征在于，所述预定温度T0≥200℃。3.根据权利要求1所述的一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法，其特征在于，所述热处理炉的炉腔内注入的气体为惰性气体。4.根据权利要求1所述的一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法，其特征在于，所述第一升温速率v1≥10℃/min；所述第一目标温度T1为510℃；所述第一保温时间t1为15min。5.根据权利要求1所述的一种制备高性能铁基纳米晶合金磁芯的热处理方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王江南，陈先朝，左江波，杨元政，谢致薇，何玉定，许佳雄，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44