一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺制造技术

本发明专利技术涉及高频逆变电源技术领域，具体涉及一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，包括如下步骤：（1）将纳米晶带材卷绕成环形纳米晶磁芯。（2）将纳米晶磁芯放入真空退火炉内进行热处理；（3）将热处理后的纳米晶磁芯放入真空退火炉内再次进行热处理。本发明专利技术的退火工艺用常规格退火炉把所要热处理的纳米晶磁芯通过两次相同热处理工艺以达到横磁炉降低纳米晶磁芯剩磁的电性要求，简化了热处理工艺，工艺简单，减少了生产设备投入，还可以节省电力成本25%以上，生产成本低。通过本发明专利技术的退火工艺制得的纳米晶磁芯具有稳定的磁导率和直流偏置能力，还具有高饱和磁感应强度、低损耗值、低矫顽力、耐高温等优点，综合性能优良。

Annealing process for reducing remanence of nanocrystalline magnetic core

The present invention relates to the technical field of high frequency inverter power supply, in particular to a lower annealing process of nanocrystalline core remanence, which comprises the following steps: (1) nanocrystalline nanocrystalline magnetic core winding ring. (2) the nanocrystalline magnetic core into a vacuum annealing furnace for heat treatment; (3) the nanocrystalline magnetic core after heat treatment in vacuum annealing furnace for heat treatment again. The invention of the annealing process with conventional annealing furnace to be nanocrystalline core heat treatment by two times the same heat treatment process to achieve the requirements of electric furnace to reduce the transverse magnetic nanocrystalline core remanence, simplifies the heat treatment process, simple process, less investment on production equipment, but also to save electricity costs more than 25% the production cost is low. Has the stable permeability and DC bias by nanocrystalline core annealing process of the invention has the advantages of the high saturation magnetization, low loss, low coercivity, high temperature resistance, excellent comprehensive performance.

【技术实现步骤摘要】
一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺
本专利技术涉及高频逆变电源
，具体涉及一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺。
技术介绍
软磁材料具有低矫顽力、高磁导率等磁特性，是制作电感器、扼流圈、传感器等磁芯的原材料，目前已在电力、电机和电子等行业得到广泛应用。迄今为止，对于工程应用的软磁材料，因其软磁特性和使用功率、频率的不同条件而分为金属软磁材料（如工业纯铁、硅钢、坡莫合金）、软磁铁氧体、非晶及纳米晶软磁材料。传统的金属软磁材料的矫顽力相对较高，限制了其在软磁领域的应用；软磁铁氧体因饱和磁感应强度较低不利于电子元器件的小型化；而纳米晶合金软磁材料作为这一领域的新兴材料，因同时具有高饱和磁感应强度、高磁导率、低损耗（远低于硅钢）、高电阻率及高强韧性等优点，吸引了众多科研工作者的注意，从研究初期就已投入生产应用，且其制备工艺简单、节能环保，在少数领域已部分替代了传统的硅钢和铁氧体材料。随着技术发展的成熟，纳米晶磁芯在逆变电源应用越来越广泛，但要降低这种磁芯的剩磁，现有的一般退火工艺是用横磁炉加横磁场处理。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，该退火工艺用常规格退火炉把所要热处理的纳米晶磁芯通过两次相同热处理工艺以达到横磁炉降低纳米晶磁芯剩磁的电性要求，工艺简单，生产成本低。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，包括如下步骤：（1）将纳米晶带材卷绕成环形纳米晶磁芯；（2）将纳米晶磁芯放入真空退火炉内进行热处理；（3）将热处理后的纳米晶磁芯放入真空退火炉内再次进行热处理。优选的，所述步骤（1）中，纳米晶带材的厚度为15-25μm，宽度为20-30mm。本专利技术通过严格控制纳米晶带材的厚度和宽度，使得纳米晶磁芯在保持良好的电感量、较高的品质因数的同时，降低了产品的损耗值，提高了直流偏置能力。优选的，所述步骤（1）中，纳米晶带材为铁基纳米晶带材，所述铁基纳米晶带材包括如下重量百分比的元素：Si：14%-16%、B：7%-9%、Nb：1%-3%、Cu：1.6%-1.8%、Zr：4%-6%、Al：0.5%-1.5%，余量为Fe。非晶形成元素Si、B，铁基纳米晶软磁合金一般都是在非晶态合金基础上，通过合适的晶化退火使其形成纳米晶材料，因而非晶化元素是基本组成元素，特别是B元素，其原子半径较小，外层电子多，非常有利于形成非晶态合金，Si也是重要的非晶化元素，在本专利技术中，含Si量高于18at％将使合金的饱和磁化强度降低，而含Si量低于7at％则不易形成非晶态，同时，Si元素还是α-Fe(Si)纳米晶相的构成元素；纳米晶形成元素Cu、Nb，晶化时Cu首先与Fe分离，形成该金属元素的富集区，为纳米晶化起形核作用，Nb元素扩散缓慢，主要作用是阻碍α-Fe晶粒的长大，从而保证晶粒尺寸在纳米量级，Cu、Nb含量的控制对于保持磁芯的微观组织结构非常重要。加入Cu元素可以在随后的非晶晶化初始阶段形成高密度α相结晶晶核，以作为纳米尺寸结晶的生长中心。本专利技术的铁基纳米晶磁芯采用Al部分取代磁芯中的贵金属Nb，添加Nb有利于提高磁芯的饱和磁感强度，添加Al有利于矫顽力的降低，同时可以明显降低磁芯的生产成本。本专利技术的铁基纳米晶带材通过采用上述元素，并严格控制各原料的重量百分比，制得的铁基纳米晶磁芯具有稳定的磁导率和直流偏置能力，还具有高饱和磁感应强度、低损耗值、低矫顽力、耐高温等优点，综合性能优良。更为优选的，所述铁基纳米晶带材还包括Ga：0.4%-0.8%、V：0.1%-0.5%、Ti：0.2%-0.6%、Mn：1%-3%、Cr：0.5%-1.5%、Mo：0.8%-1.2%、C：1.2%-1.4%、Ge：0.01%-0.05%、P：0.001%-0.005%、Vb：1.4%-1.8%、Ta：0.3%-0.7%和W：0.04%-0.08%。本专利技术的铁基纳米晶带材通过增加Ga、V和Ti元素，并严格控制各原料的重量百分比，可以提高合金的第一次晶化温度，从而降低了两次晶化温度间的差距。本专利技术的铁基纳米晶带材通过增加Mn、Cr和Mo元素，并严格控制各原料的重量百分比，可以使材料形成较强的退火感生各向异性常数，在横磁退火过程中形成可控调节的横向磁各向异性，以达到线性磁导率和抗饱和的特性。本专利技术的铁基纳米晶带材通过增加C、Ge和P元素，并严格控制各原料的重量百分比，可以提高合金的第一次晶化温度，从而降低了两次晶化温度间的差距。本专利技术的铁基纳米晶带材通过增加Vb、Ta和W元素，并严格控制各原料的重量百分比，可以阻止纳米晶晶粒长大，维持并最终形成纳米级的晶体尺寸结构。另一优选的，所述步骤（1）中，纳米晶带材为铁镍基纳米晶带材，所述铁镍基纳米晶带材包括如下重量百分比的元素：Ni：15%-25%、Si：10%-12%、B：3%-5%、Nb：2%-4%、Cu：0.3%-0.5%、Co：4%-8%，余量为Fe。非晶形成元素Si、B，铁基纳米晶软磁合金一般都是在非晶态合金基础上，通过合适的晶化退火使其形成纳米晶材料，因而非晶化元素是基本组成元素，特别是B元素，其原子半径较小，外层电子多，非常有利于形成非晶态合金，Si也是重要的非晶化元素，在本专利技术中，含Si量高于18at％将使合金的饱和磁化强度降低，而含Si量低于7at％则不易形成非晶态，同时，Si元素还是α-Fe(Si)纳米晶相的构成元素；纳米晶形成元素Cu、Nb，晶化时Cu首先与Fe分离，形成该金属元素的富集区，为纳米晶化起形核作用，Nb元素扩散缓慢，主要作用是阻碍α-Fe晶粒的长大，从而保证晶粒尺寸在纳米量级，Cu、Nb含量的控制对于保持磁芯的微观组织结构非常重要。加入Cu元素可以在随后的非晶晶化初始阶段形成高密度α相结晶晶核，以作为纳米尺寸结晶的生长中心。本专利技术的铁镍基纳米晶磁芯在传统的铁基纳米晶磁芯的配方上作出了改良，增加了适当比例的金属镍，制备出的纳米晶磁芯具有更佳的韧性、耐温性和导磁率。本专利技术的铁镍基纳米晶磁芯中用Co元素代替部分Fe，可以明显提高磁芯的高温、高频特性和品质因数，磁芯的居里温度、磁化强度比Co置换Fe前明显提高。本专利技术的铁镍基纳米晶磁芯采用Al、Ni部分取代磁芯中的贵金属Nb，添加Nb有利于提高磁芯的饱和磁感强度，添加Al有利于矫顽力的降低，同时可以明显降低磁芯的生产成本。本专利技术的铁镍基纳米晶带材通过采用上述元素，并严格控制各原料的重量百分比，制得的铁镍基纳米晶磁芯具有稳定的磁导率和直流偏置能力，还具有高饱和磁感应强度、低损耗值、低矫顽力、耐高温等优点，综合性能优良。更为优选的，所述铁镍基纳米晶带材还包括Ga：0.4%-0.8%、V：0.1%-0.5%、Ti：0.2%-0.6%、Mn：1%-3%、Cr：0.5%-1.5%、Mo：0.8%-1.2%、C：1.2%-1.4%、Ge：0.01%-0.05%、P：0.001%-0.005%、Vb：1.4%-1.8%、Ta：0.3%-0.7%和W：0.04%-0.08%。本专利技术的铁镍基纳米晶带材通过增加Ga、V和Ti元素，并严格控制各原料的重量百分比，可以提高合金的第一次晶化温度，从而降低了两次晶化温度间的差距。本专利技术的铁镍基纳米晶带材通过增加Mn、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，其特征在于：包括如下步骤：（1）将纳米晶带材卷绕成环形纳米晶磁芯；（2）将纳米晶磁芯放入真空退火炉内进行热处理；（3）将热处理后的纳米晶磁芯放入真空退火炉内再次进行热处理。

【技术特征摘要】
1.一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，其特征在于：包括如下步骤：（1）将纳米晶带材卷绕成环形纳米晶磁芯；（2）将纳米晶磁芯放入真空退火炉内进行热处理；（3）将热处理后的纳米晶磁芯放入真空退火炉内再次进行热处理。2.根据权利要求1所述的一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，纳米晶带材的厚度为15-25μm，宽度为20-30mm。3.根据权利要求1所述的一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，纳米晶带材为铁基纳米晶带材，所述铁基纳米晶带材包括如下重量百分比的元素：Si：14%-16%、B：7%-9%、Nb：1%-3%、Cu：1.6%-1.8%、Zr：4%-6%、Al：0.5%-1.5%，余量为Fe。4.根据权利要求3所述的一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，其特征在于：所述铁基纳米晶带材还包括Ga：0.4%-0.8%、V：0.1%-0.5%、Ti：0.2%-0.6%、Mn：1%-3%、Cr：0.5%-1.5%、Mo：0.8%-1.2%、C：1.2%-1.4%、Ge：0.01%-0.05%、P：0.001%-0.005%、Vb：1.4%-1.8%、Ta：0.3%-0.7%和W：0.04%-0.08%。5.根据权利要求1所述的一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，纳米晶带材为铁镍基纳米晶带材，所述铁镍基纳米晶带材包括如下重量百分比的元素：Ni：15%-25%、Si：10%-12%、B：3%-5%、Nb：2%-4%、Cu：0.3%-0.5%、Co：4%-8%，余量为Fe。6.根据权利要求5所述的一种降低纳米晶磁芯的剩磁的退火工艺，其特征在于：所述铁镍基纳米晶带材还包括Ga：0.4%-0.8%、V：0.1%-0.5%、Ti：0.2%-0.6%、Mn：1%-3%、Cr：0.5%-1.5%、Mo：0.8%-1.2%、C：1.2%-1.4%、Ge...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁文超，李正中，李经伟，
申请(专利权)人：东莞市大忠电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44