一种铁镍基软磁合金的制备方法技术

一种铁镍基软磁合金的制备方法，该铁镍基软磁合金由以下原子配比的合金制成：（Fe1-x-yDyxNiy）1-a-b-c-d-eSiaAlbCcTadNbe，其中x=0.02-0.03，y=0.14-0.18，a=0.05-0.10，b=0.10-0.12，c=0.01-0.02，d=0.01-0.015，e=0.02-0.03；该方法包括如下步骤：（1）制备合金；（2）热处理；（3）制备具有涂层的软磁合金材料。本发明专利技术制备的铁镍基软磁合金，采用Dy和Ni替代部分Fe，采用的Nb可提高材料的非晶形成能力,材料中的Ta可增加非晶的热稳定性，Ta可阻止原子在高温的活动能力，保证了组织的热稳定性，Al和C有助于软磁性能提高。本发明专利技术通过采用涂层方式，调节涂层中的纳米锰锌铁氧体粉和内部铁镍基软磁合金的偶合作用，能够大幅提高软磁合金的饱和磁化强度，同时能够保持较低的矫顽力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁性材料制造领域，具体涉及一种铁镍基软磁合金的制备方法。
技术介绍
铁基纳米晶软磁合金材料自问世以来，因具有高饱和磁感应强度、高磁导率、低损耗、低矫顽力等特点而得到极大的重视和深入的研究，并广泛应用于开关电源和电磁传感器等领域。到目前为止，纳米晶软磁主要有三大体系：Finemet体系（Fe-Si-B-Nb-Cu）、Nanoperm体系（Fe-M-B-Cu，其中，M=Zr、Nb、Nb等）、Hitperm体系（（Fe，Co）-M-B-Cu，其中，M=Zr、Nb、Nb）。其中，Finemet合金因为成本低、易制备、具有优良的软磁性能，在工业生产中得到了一定的应用，但是合金的饱和磁通密度较小，在相同的工作条件下应用时需具有较大的体积，因而极大的限制了其应用范围；Nanoperm合金具有较高的饱和磁通密度，但是软磁性能较差。以上两种合金由于居里温度较低，导致其在高温下变为顺磁性，故不能在高温下应用，Hitperm合金在一定程度上解决了这个问题，该合金中由于钴元素的加入，导致居里温度上升，使得合金在较高的温度下得以应用，但是，该合金的软磁性能较差，其矫顽力高达200A/m，铁损也较高，限制了该合金的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种铁镍基软磁合金的制备方法，该铁镍基软磁合金，具有优异的软磁性能及高磁感应强度。为了实现上述目的，实现上述目的，本专利技术提供了一种铁镍基软磁合金的制备方法，该铁镍基软磁合金由以下原子配比的合金制成：（Fe1-x-yDyxNiy）1-a-b-c-d-eSiaAlbCcTadNbe，其中x=0.02-0.03，y=0.14-0.18，a=0.05-0.10，b=0.10-0.12，c=0.01-0.02，d=0.01-0.015，e=0.02-0.03；该方法包括如下步骤：（1）制备合金首先按照上述重量百分含量进行配料，所有原料的纯度均大于99.9％，其中，Dy以铁镝中间合金的方式加入，铁镝合金中Dy的重量百分比为25%；将原料分别放入高频感应熔炼炉中，抽真空至5×10-3Pa，充入适量氩气作为保护气体，调节电流至5-8安培，待原料完全熔化后，再熔炼10-20分钟，熔炼温度为1510-1530℃，浇注冷却后得到母合金；将所述母合金放入重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1500-1510℃；所述重熔管式坩埚放入真空感应成型炉内，其顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4mm处，所述重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞，该耐火柱塞和管式坩埚内壁的间隙为1-2mm，所述母合金置于重熔管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，熔化后被转轮轮缘拖拽形成合金丝，其中真空成型炉转轮轮缘的旋转线速度为25-27m/s，所得合金丝的直径为100-200微米；（2）热处理将合金丝在热处理炉中并在高真空条件下，在420℃-550℃下热处理30-60min，再淬火至室温，得到热处理后的铁镍基软磁合金；（3）制备具有涂层的软磁合金材料在装有搅拌器的三口烧瓶中按比例加入正硅酸乙酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙醇，其摩尔比为3:2:2；在搅拌下滴入醋酸，加入量为5g/100mL，室温反应3h后，加入甲基丙烯酸甲酯和引发剂偶氮二异丁腈，加入量分别为10g/100mL和5g/100mL，然后室温下搅拌20min得到溶胶待用；然后将市售的粒度为50-100nm的锰锌铁氧体粉和溶胶混合得到涂料，锰锌铁氧体粉和溶胶的重量比为6:0.4-0.6；然后将上述涂料涂抹到上述热处理后的铁镍基软磁合金上，涂层厚度为3-5微米；经15min烘烤固化，烘烤温度为130℃，得到具有涂层的铁镍基软磁合金材料。本专利技术制备的铁镍基软磁合金，采用Dy和Ni替代部分Fe，采用的Nb可提高材料的非晶形成能力,材料中的Ta可增加非晶的热稳定性，Ta可阻止原子在高温的活动能力，保证了组织的热稳定性，Al和C有助于软磁性能提高。本专利技术通过采用涂层方式，调节涂层中的纳米锰锌铁氧体粉和内部铁镍基软磁合金的偶合作用，能够大幅提高软磁合金的饱和磁化强度，同时能够保持较低的矫顽力。具体实施方式实施例一本实施例的铁镍基软磁合金由以下原子配比的合金制成：（Fe0.84Dy0.02Ni0.14）0.81Si0.05Al0.1C0.01Ta0.01Nb0.02。首先按照上述重量百分含量进行配料，所有原料的纯度均大于99.9％，其中，Dy以铁镝中间合金的方式加入，铁镝合金中Dy的重量百分比为25%。将原料分别放入高频感应熔炼炉中，抽真空至5×10-3Pa，充入适量氩气作为保护气体，调节电流至5安培，待原料完全熔化后，再熔炼10分钟，熔炼温度为1510℃，浇注冷却后得到母合金。将所述母合金放入重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1500℃；所述重熔管式坩埚放入真空感应成型炉内，其顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4mm处，所述重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞，该耐火柱塞和管式坩埚内壁的间隙为1-2mm，所述母合金置于重熔管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，熔化后被转轮轮缘拖拽形成合金丝，其中真空成型炉转轮轮缘的旋转线速度为25m/s，所得合金丝的直径为100微米。将合金丝在热处理炉中并在高真空条件下，在420℃下热处理30min，再淬火至室温，得到热处理后的铁镍基软磁合金。在装有搅拌器的三口烧瓶中按比例加入正硅酸乙酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙醇，其摩尔比为3:2:2；在搅拌下滴入醋酸，加入量为5g/100mL，室温反应3h后，加入甲基丙烯酸甲酯和引发剂偶氮二异丁腈，加入量分别为10g/100mL和5g/100mL，然后室温下搅拌20min得到溶胶待用；然后将市售的粒度为50-100nm的锰锌铁氧体粉和溶胶混合得到涂料，锰锌铁氧体粉和溶胶的重量比为6:0.4。然后将上述涂料涂抹到上述热处理后的铁镍基软磁合金上，涂层厚度为3微米；经15min烘烤固化，烘烤温度为130℃，得到具有涂层的铁镍基软磁合金材料。实施例二本实施例的铁镍基软磁合金由以下原子配比的合金制成：（Fe0.79Dy0.03Ni0.18）0.725Si0.1Al0.12C0.02Ta0.015Nb0.03。首先按照上述重量百分含量进行配料，所有原料的纯度均大于99.9％，其中，Dy以铁镝中间合金的方式加入，铁镝合金中Dy的重量百分比为25%。将原料分别放入高频感应熔炼炉中，抽真空至5×10-3Pa，充入适量氩气作为保护气体，调节电流至8安培，待原料完全熔化后，再熔炼20分钟，熔炼温度为1530℃，浇注冷却后得到母合金。将所述母合金放入重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1510℃；所述重熔管式坩埚放入真空感应成型炉内，其顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4mm处，所述重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞，该耐火柱塞和管式坩埚内壁的间隙为1-2mm，所述母合金置于重熔管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，熔化后被转轮轮缘拖拽形成合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁镍基软磁合金的制备方法，该铁镍基软磁合金由以下原子配比的合金制成：（Fe1‑x‑yDyxNiy）1‑a‑b‑c‑d‑eSiaAlbCcTadNbe，其中x=0.02‑0.03，y=0.14‑0.18，a=0.05‑0.10，b=0.10‑0.12，c=0.01‑0.02，d=0.01‑0.015，e=0.02‑0.03；该方法包括如下步骤：（1）制备合金首先按照上述重量百分含量进行配料，所有原料的纯度均大于99.9％，其中，Dy以铁镝中间合金的方式加入，铁镝合金中Dy的重量百分比为25%；将原料分别放入高频感应熔炼炉中，抽真空至5×10‑3Pa，充入适量氩气作为保护气体，调节电流至5‑8安培，待原料完全熔化后，再熔炼10‑20分钟，熔炼温度为1510‑1530℃，浇注冷却后得到母合金；将所述母合金放入重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1500‑1510℃；所述重熔管式坩埚放入真空感应成型炉内，其顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2‑4mm处，所述重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞，该耐火柱塞和管式坩埚内壁的间隙为1‑2mm，所述母合金置于重熔管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，熔化后被转轮轮缘拖拽形成合金丝，其中真空成型炉转轮轮缘的旋转线速度为25‑27m/s，所得合金丝的直径为100‑200微米；（2）热处理将合金丝在热处理炉中并在高真空条件下，在420℃‑550℃下热处理30‑60min，再淬火至室温，得到热处理后的铁镍基软磁合金；（3）制备具有涂层的软磁合金材料在装有搅拌器的三口烧瓶中按比例加入正硅酸乙酯、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙醇，其摩尔比为3:2:2；在搅拌下滴入醋酸，加入量为5g/100mL，室温反应3h后，加入甲基丙烯酸甲酯和引发剂偶氮二异丁腈，加入量分别为10g/100mL和5g/100mL，然后室温下搅拌20min得到溶胶待用；然后将市售的粒度为50‑100nm的锰锌铁氧体粉和溶胶混合得到涂料，锰锌铁氧体粉和溶胶的重量比为6:0.4‑0.6；然后将上述涂料涂抹到上述热处理后的铁镍基软磁合金上，涂层厚度为3‑5微米；经15min烘烤固化，烘烤温度为130℃，得到具有涂层的铁镍基软磁合金材料。...

【技术特征摘要】
1.一种铁镍基软磁合金的制备方法，该铁镍基软磁合金由以下原子配比的合金制成：（Fe1-x-yDyxNiy）1-a-b-c-d-eSiaAlbCcTadNbe，其中x=0.02-0.03，y=0.14-0.18，a=0.05-0.10，b=0.10-0.12，c=0.01-0.02，d=0.01-0.015，e=0.02-0.03；
该方法包括如下步骤：
（1）制备合金
首先按照上述重量百分含量进行配料，所有原料的纯度均大于99.9％，其中，Dy以铁镝中间合金的方式加入，铁镝合金中Dy的重量百分比为25%；
将原料分别放入高频感应熔炼炉中，抽真空至5×10-3Pa，充入适量氩气作为保护气体，调节电流至5-8安培，待原料完全熔化后，再熔炼10-20分钟，熔炼温度为1510-1530℃，浇注冷却后得到母合金；
将所述母合金放入重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1500-1510℃；所述重熔管式坩埚放入真空感应成型炉内，其顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4mm处，所述重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞，该耐火柱塞和管式坩埚内壁的间隙为...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州思创源博电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32