一种块体铁基非晶合金及其制备方法技术

一种块体铁基非晶合金，所述非晶合金以工业铁合金Fe‑Cr、Fe‑B、Fe‑S和纯度在98%以上的工业用Fe、Co、Mo、Y、C等元素为原料，将Fe

Bulk iron based amorphous alloy and preparation method thereof

A kind of Fe based amorphous alloys, the amorphous alloy iron alloy industry in Fe Cr, Fe B, Fe S and purity of more than 98% of the industry by Fe, Co, Mo, Y, C and other elements as raw materials, Fe

【技术实现步骤摘要】
一种块体铁基非晶合金及其制备方法
本专利技术涉及一种块体铁基非晶合金及其制备方法，属合金材料

技术介绍
铁基非晶合金，或称为金属玻璃，它是20世纪70年代问世的一种新型材料，是利用急冷技术，将钢液一次成型为厚度为30微米的薄带，得到的固体合金（薄带）是不同于冷轧硅钢材料中原子规则排列的晶体结构，正是这种合金其原子处于无规则排列的非晶体结构，使其具有狭窄的B-H回路，具有高导磁性和低损耗的特点；同时非晶合金原子排列的不规则限制了电子的自由通行导致电阻率比晶体合金高出2-3倍，这样也有利于减少涡流损耗。以非晶合金为原料制成的变压器铁心，其空载损耗与采用硅钢片的传统变压器相比，减少了75%左右，使非晶合金变压器具有十分显著地节能和环保效果，当非晶合金变压器铁心用于油浸变压器时，可明显减排多种有害气体。公开号104357767公开了一种高形成能铁基软磁性非晶合金及其制备方法。该合金的化学式为：FeaCobCrcModCeBfYg，其中a、b、c、d、e、f、g为各对应元素的原子百分含量，45≤a≤55；5≤b≤10；10≤c≤15；10≤d≤15；10≤e≤15；5≤f≤10；1≤g≤5。现有的非晶合金都是采用高纯度工业用的元素（99.99%以上）或大量添加贵金属元素根据一定配方制备而成，极大提高铁基非晶合金的制备成本，导致只能实验室制备，难于实现产业化大批量生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有非晶合金成本高，实现产业化大批量生产困难的问题，本专利技术提出一种采用工业铁合金制备块体铁基非晶合金的方法。本专利技术采取的技术方案如下：一种块体铁基非晶合金以工业铁合金Fe-Cr、Fe-B、Fe-S，和纯度在98%以上的工业用Fe、Co、Mo、Y、C等元素为原料，将Fe34Co8Cr20Mo14.5Y1.5C14B7.5S0.5中各元素的原子百分比换算成质量百分比，按照所述质量百分比分别称取上述原料获得配方。一种块体铁基非晶合金的制备方法步骤如下：（1）按Fe34Co8Cr20Mo14.5Y1.5C14B7.5S0.5中各元素的原子百分比换算成质量百分比，按照所述质量百分比分别称取原料放入真空电弧炉中，利用氩气对真空电弧炉进行清洗：首先抽真空至真空度为4.0×10-2Pa-5.0×10-2Pa，回充氩气至压力0.1MPa，然后再抽真空至真空度为2.0×10-2Pa-2.5×10-2Pa，再回充氩气至压力0.1MPa；在氩气环境下开始熔炼，熔炼电流为200-300A，熔炼时间4-5分钟，完成一次熔炼，待炉体冷却后按照第一次熔炼的条件进行第二次熔炼，重复熔炼4-6次，制备获得母合金；（2）Fe34Co8Cr20Mo14.5Y1.5C14B7.5S0.5圆棒状块体非晶合金的制备；表1为非晶合金Fe34.5-xCo8Cr20Mo14.5Y1.5C14B7.5Sx在硫的各成分下的最大非晶形成能力。图1为非晶试样加热过程释放热的曲线，4条DSC曲线表明，不同直径试样加热过程有明显的放热峰，表明其为非晶态；合金元素硫加入后，晶化方式一致，放热量基本一致，没有明显降低非晶形成能力。本专利技术的有益效果是，本专利技术采用工业原材料制备铁基非晶合金，原材料中含有大量杂质，比如硫是铁合金中的主要杂质之一，必然影响铁基非晶合金的非晶形成能力。本专利技术在设计合金成分时，主要考察硫含量对非晶形成能力的影响，试验表明，硫的加入并没有明显降低该铁基非晶合金系的非晶形成能力。因此，必然可以降低原材料的纯度，从而大大降低非晶合金的制备成本，更有利于该非晶合金的工程应用。附图说明图1为DSC曲线；DSC曲线是非晶试样加热过程释放热的曲线，纵坐标表示放热量，横坐标表示加热温度。具体实施方式实施例1Fe34Co8Cr20Mo14.5Y1.5C14B7.5S0.5非晶合金的制备（1）原材料的准备以工业铁合金Fe-Cr、Fe-B、Fe-S，和纯度在98%以上的工业用Fe、Co、Mo、Y、C等元素为原料，将Fe34Co8Cr20Mo14.5Y1.5C14B7.5S0.5中各元素的原子百分比换算成质量百分比，按照所述质量百分比分别称取上述原料。（2）Fe34Co8Cr20Mo14.5Y1.5C14B7.5S0.5母合金的制备将步骤（1）所述称取好的原料放入真空电弧炉中，利用氩气对真空电弧炉进行清洗：首先抽真空至真空度为4.0×10-2Pa-5.0×10-2Pa，回充氩气至压力0.1MPa，然后再抽真空至真空度为2.0×10-2Pa-2.5×10-2Pa，再回充氩气至压力0.1MPa；在氩气环境下开始熔炼，熔炼电流为200-300A，熔炼时间4-5分钟，完成一次熔炼，待炉体冷却后按照第一次熔炼的条件进行第二次熔炼，重复熔炼4-6次，制备获得母合金；（3）Fe34Co8Cr20Mo14.5Y1.5C14B7.5S0.5圆棒状块体非晶合金的制备。实施例2Fe33Co7.5Cr20Mo14Y1.5C15B8S1非晶合金的制备（1）原材料的准备以工业铁合金Fe-Cr、Fe-B、Fe-S，和纯度在98%以上的工业用Fe、Co、Mo、Y、C等元素为原料，将Fe33Co7.5Cr20Mo14Y1.5C15B8S1中各元素的原子百分比换算成质量百分比，按照所述质量百分比分别称取上述原料。（2）Fe33Co7.5Cr20Mo14Y1.5C15B8S1母合金的制备将步骤（1）所述称取好的原料放入真空电弧炉中，利用氩气对真空电弧炉进行清洗：首先抽真空至真空度为4.0×10-2Pa-5.0×10-2Pa，回充氩气至压力0.1MPa，然后再抽真空至真空度为2.0×10-2Pa-2.5×10-2Pa，再回充氩气至压力0.1MPa；在氩气环境下开始熔炼，熔炼电流为200-300A，熔炼时间4-5分钟，完成一次熔炼，待炉体冷却后按照第一次熔炼的条件进行第二次熔炼，重复熔炼4-6次，制备获得母合金；（3）Fe33Co7.5Cr20Mo14Y1.5C15B8S1圆棒状块体非晶合金的制备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种块体铁基非晶合金，其特征在于，所述非晶合金以工业铁合金Fe‑Cr、Fe‑B、Fe‑S和纯度在98%以上的工业用Fe、Co、Mo、Y、C等元素为原料，将Fe

【技术特征摘要】
1.一种块体铁基非晶合金，其特征在于，所述非晶合金以工业铁合金Fe-Cr、Fe-B、Fe-S和纯度在98%以上的工业用Fe、Co、Mo、Y、C等元素为原料，将FeaCobCrcModYeCfBgSh中各元素的原子百分比换算成质量百分比，按照所述质量百分比分别称取上述原料；其中6≤b≤15，18≤c≤25，12≤d≤20，0≤e≤2，12≤f≤20，5≤g≤10，0≤h≤2，a=100-b-c-d-e-f-g-h。2.根据权利要求1所述一种块体铁基非晶合金，其特征在于，所述非晶合金的制备方法步骤如下：（1）按Fe34Co8Cr20Mo14.5Y1.5C14B7.5S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英杰，聂贵茂，钟菁，黄诚，鄢志鹏，杨红，黄荣耀，
申请(专利权)人：江西省电力设备总厂，中国电建集团装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36