一种铁基非晶合金制造技术

本发明专利技术提供了一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百分含量；81.0≤a≤84.0，1.0≤b≤6.0，9.0≤c≤14.0，0.05≤d≤3，a+b+c+d＝100。本申请通过调整铁基非晶合金的组分与含量，使得到的铁基非晶合金具有较高的饱和磁感应强度；FeaSibBcPd (Ⅰ)。

Fe based amorphous alloy

The invention provides a formula (I) of Fe based amorphous alloy, shown in the A, B, C and D denote atomic percent of corresponding components; 81 = a = 84, 1 = b = 6, 9 = C = 14, 0.05 = D = 3, a+b+c+d = 100. This application through the content and composition of adjustment of Fe based amorphous alloys, the Fe based amorphous alloy obtained has high saturation magnetization of FeaSibBcPd; (I).

【技术实现步骤摘要】
一种铁基非晶合金
本专利技术涉及铁基非晶合金
，尤其涉及一种铁基非晶合金。
技术介绍
铁基非晶带材是一种新型节能材料，一般采用快速急冷凝固生产工艺制备。与传统硅钢变压器相比，铁基非晶带材用于变压器铁芯，磁化过程相当容易，从而大幅度降低变压器的空载损耗，若用于油浸变压器还可减少CO、SO、NOx等有害气体的排放，被称为21世纪的“绿色材料”。目前，国内外在非晶变压器的制备过程中，普遍使用的均为饱和磁感应强度为1.56T左右的铁基非晶带材，与硅钢接近2.0T的饱和磁感应强度相比，铁基非晶在制备变压器时存在着体积增大的缺点。为了增强铁基非晶材料在变压器行业的竞争力，需开发饱和磁感应强度大于1.6T的铁基非晶材料。对于具有高饱和磁感应强度的非晶材料研发，已经开展了很多年。最具有代表性的是美国Allied-Signal公司开发的一款牌号为Metglas2605Co的合金，这种合金的饱和磁感应强度达到1.8T，但其合金中包含18％的Co元素使其成本过高无法在工业生产中应用。日立公司在公开号为CN1721563A的中国专利中公开了一种Fe-Si-B-C合金，其饱和磁感应强度在1.64T，但其公开的工艺条件中提到了在制备过程中通过吹含C气体而控制带材表面C元素含量分布的工艺，这将直接导致其产品生产工艺条件难以控制，工业生产稳定性无法保证。新日本制铁公司在专利CN1356403A中公布了一种Fe-Si-B-P-C的合金，虽然其饱和磁感应强度达到1.75T，但由于其Fe含量过高非晶形成能力较差导致在其工业化生产中无法形成非晶态，带材磁性能较差。中国科学院宁波材料研究所在公开号为CN101840764A的中国专利中公布了一种Fe-Si-B-P-C合金，但其专利中使用的均为实验室原材料制备非晶带材，在其工业化过程中有以下问题：在此合金体系中添加了C元素，虽然C的添加能提高合金体系的非晶形成能力，但在工业化过程中，C元素的引入主要通过两个途径，一是使用生铁，二是使用石墨，但这两种原材料均不适用于非晶带材的冶炼过程；生铁杂质含量过高过多引入会导致带材在制备过程中晶化进而影响磁性嫩；石墨熔点过高，在目前的冶炼过程中若使用石墨必须优化或增加冶炼流程，使工业化生产难度增大。从以上问题出发，本专利技术从合金成分优化设计、热处理工艺优化方面入手，采用FeSiBP四元合金体系专利技术了具有高饱和磁感应强度、低损耗的适用于工业生产的铁基非晶合金带材。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种具有高饱和磁感应强度的铁基非晶合金。有鉴于此，本申请提供了一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，FeaSibBcPd(Ⅰ)；其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百分含量；81.0≤a≤84.0，1.0≤b≤6.0，9.0≤c≤14.0，0.05≤d≤3，a+b+c+d＝100。优选的，所述B的原子百分含量为11.0≤c≤13.0。优选的，所述P的原子百分含量为1≤d≤3。优选的，所述铁基非晶合金中，83.0≤a≤84.0，3.0≤b≤6.0，9.0≤c≤13.0，1≤d≤3。优选的，所述铁基非晶合金中，81.5≤a≤82.5，b＝3.0，12.5≤c≤14.0，1≤d≤3。优选的，所述铁基非晶合金的饱和磁感应强度≥1.62T。优选的，所述铁基非晶合金的热处理工艺在H2气氛下进行，保温温度为300～360℃，时间为60～120min，磁场强度为800～1400A/m。优选的，经过热处理后，所述铁基非晶合金的矫顽力≤4A/m，铁芯损耗≤0.18W/kg，激磁功率≤0.22VA/kg。优选的，经过热处理后，所述铁基非晶合金的宽度为100～200mm，厚度为23～28μm。本申请还提供了所述的铁基非晶合金在电力配电变压器铁芯中的应用。本申请提供了一种铁基非晶合金，其具有如式FeaSibBcPd的铁基非晶合金，其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百分含量；81.0≤a≤84.0，1.0≤b≤6.0，9.0≤c≤14.0，0.05≤d≤3，a+b+c+d＝100；本申请提供的铁基非晶合金中Fe元素为铁磁性元素，为铁基非晶合金磁性的主要来源，高的Fe含量是铁基非晶合金带材具有高饱和磁感应强度的重要保证；Si和B是非晶形成元素，是形成非晶的必要条件；P同样也为非晶形成元素，且P和Fe具有较大的负的混合热，其有利于提高合金系统过冷液相区的稳定性，但会引入杂质，因此，本申请通过添加上述元素并控制其含量，使铁基非晶合金的饱和磁感应强度较高。进一步的，本申请通过在氢气气氛下进行磁场热处理，消除了铁基非晶合金的磁性应力，降低了矫顽力，提高了磁导率，最终获得了磁性能优良的铁基非晶合金。附图说明图1为本专利技术实施例与对比例制备态的XRD图谱；图2为本专利技术实施例与对比例的热处理后的带面氧化情况；图3为本专利技术实施例与对比例的磁性能与热处理温度的关系图；图4为本专利技术实施例与对比例的50Hz条件下的损耗曲线对比图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。为了得到具有高饱和磁感应强度的铁基非晶合金，本申请通过选择适当的元素并控制其含量得到了一种铁基非晶合金，具体的，所述铁基非晶合金具体为一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，FeaSibBcPd(Ⅰ)；其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百分含量；81.0≤a≤84.0，1.0≤b≤6.0，9.0≤c≤14.0，0.05≤d≤3，a+b+c+d＝100。本专利技术提供了一种具有高饱和磁感应强度的、低损耗的FeSiBP四元体系的铁基非晶合金，进一步的，在热处理过程中通过使用氢气气氛，改善带材氧化情况以及提高了带材的磁性能。具体的，在上述铁基非晶合金中，所述Fe元素为铁磁性元素，为铁基非晶合金带材磁性的主要来源，高的Fe含量是带材具有高饱和磁感应强度值的重要保障；但过高的Fe元素会导致合金的非晶形成能力下降，使工业生产难以实现。本申请中Fe的原子百分含量为81.0≤a≤84.0，在具体实施例中，所述Fe的原子百分含量为81.5～83，更具体的，所述Fe的原子百分含量为81.5、82、82.5、83、83.5或84。Si和B元素为非晶形成元素，是合金系统在工业生产条件下能形成非晶的必要条件。Si元素的原子百分含量为1.0～6.0，过低会导致非晶形成能力下降，且影响带材的磁性能，过高会偏离共晶点同样会降低非晶形成能力；在具体实施例中，Si的含量为2.0～6.0，具体的，所述Si的含量为2.0、3.0、4.0、5.0或6.0。B元素的范围为9.0～14.0，小于9时，合金非晶形成能力偏低，大于14时，偏离共晶点，合金非晶形成能力降低；在具体实施例中，所述B的含量为11.0～13.0。P元素与Si、B元素一样，同为非晶形成元素，且P和Fe有较大的负的混合热。P的添加有利于提高合金系统的过冷液相区的稳定性，起非晶形成元素的作用。但在实际工业生产过程中，P元素的添加主要通过磷铁实现，大量添加会在钢水中引入大量杂质，使钢水质量严重下降，一方面影响带材的制备成功率，带材无法形成非晶，另一方面也会影响带材的磁性能，大量夹杂固化在带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，FeaSibBcPd   (Ⅰ)；其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百分含量；81.0≤a≤84.0，1.0≤b≤6.0，9.0≤c≤14.0，0.05≤d≤3，a+b+c+d＝100。

【技术特征摘要】
1.一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，FeaSibBcPd(Ⅰ)；其中，a、b、c与d分别表示对应组分的原子百分含量；81.0≤a≤84.0，1.0≤b≤6.0，9.0≤c≤14.0，0.05≤d≤3，a+b+c+d＝100。2.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述B的原子百分含量为11.0≤c≤13.0。3.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述P的原子百分含量为1≤d≤3。4.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述铁基非晶合金中，83.0≤a≤84.0，3.0≤b≤6.0，9.0≤c≤13.0，1≤d≤3。5.根据权利要求1所述的铁基非晶合金，其特征在于，所述铁基非晶合金中，81.5≤a≤82.5，b＝3.0，12.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红玉，杨东，李庆华，庞靖，
申请(专利权)人：青岛云路先进材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37