一种Ｆｅ－Ｃｏ基大块非晶合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铁钴基大块非晶合金及其制备方法。本发明专利技术的铁钴基大块非晶合金成分（原子百分含量）为：Ｆｅ　２８～４０％、Ｃｏ　２８～４０％、Ｚｒ　１～６％、Ｎｄ　２～８％、Ｎｂ２～１０％、Ｂ　１５～２５％。制备过程如下：（１）按上述合金配方配料，用真空非自耗电弧炉在氩气保护下熔炼，熔炼电流密度为１００～２２０Ａ／ｃｍ↑［２］，并将母合金翻身熔炼数次；（２）重熔母合金后采用铜模负压吸铸法浇注，制得铁钴基大块非晶合金。本发明专利技术的磁性合金的软磁性能较好，最大饱和磁化强度高达７９Ａｍ↑［２］／Ｋｇ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属磁性合金材料及加工工 艺

技术介绍
自从1960年，加洲理工大学的Dewes教授首次制备出非晶态Au-Si合金到现 在，非晶合金的研究已经取得了巨大的进展。由于非晶合金具有优异的机械性能、 抗腐蚀性能以及磁性性能，使得某些合金系的非晶合金拥有良好的应用前景。其中， 磁性大块非晶的应用最为广泛。自1967年，首次制备出了铁磁性非晶Fe-P-C，人们发现一些Fe基和Co基非 晶合金具有良好的软磁性能'，但是一直以来Fe基和Co基非晶合金的玻璃形成能力 限制着这些合金只能以薄带，丝或粉末的形状存在。为了克服非晶合金材料的形状 和尺寸的限制，人们在近十余年来为制备大块非晶合金作出了不懈的努力。近年来， 在三维大尺寸块状非晶合金的研究领域取得了较大突破，利用Zr-Al-Ni-Cu系母材 制备了直径达15mm的非晶棒材。1997年，日本东北大学的Inoue研究小组研究了 Pd-Ni-P合金，并通过用Cu取代了 30%的Ni得到了 72mm厚度的Pd-Cu-Ni-P合金。 被认为是迄今为止具有最好玻璃形成能力的合金系Akihisa等人用金属模浇铸法制得Fe7oAl5Ga2P9.65C5.75B4.6Si3的圆环合金，外径为lOmm，内径为6mm，厚度为lmm。圆环的饱和磁通密度高达1.2T，矫顽力低至2.2A/m， 初始导磁率高达110000。最近，H.Chiriac等人又用金属模浇铸法成功制备出了直径达 3mm的新型铁基非晶软磁合金Fe-Co-Ni-Zr-M-Nb-B(M-Zr， Ti， Fa， Mo)，研究发现用M 代替1.5X的Zr可显著增强合金的玻璃形成能力，并能进一步提高其软磁性能。经测 定，此新型软磁合金的最大饱和磁化强度为l. 1T，矫顽力为7A/m，磁导率高达20000， 磁致伸縮系数低于10X10—6。Co基块体非晶合金的发展相对更为缓慢。直到2001年以后，才由Inoue开发 出了最大直径可达2mm的Co43Fe2oTa5.5B3L5块体非晶合金，成为当时尺寸最大的钴 基块体非晶。该合金具有优良的软磁性能和较高的压縮断裂强度。继Inoue之后， W. S. Sun等人制得了最大直径为1.5mm的Co-Fe-Hf-Ti-Mo-B非晶合金，同时Men.H等人也在0>2mm的Co-Cr-Mo-C-B基础上开发出了最大直径可达10mm的 Co-Cr-Mo-C-B-Er大块非晶。为开发新Co基金属玻璃打开了新的局面。虽然Co基大块非晶都有了一定的发展，但是在现今的钴基软磁大块非晶中， 作为合金的主要性能，饱和磁化强度均没有一般的铁基大块非晶优秀。我们通过成 分的调节，用铜模吸铸法制备得到具有较好软磁性能的Fe-Co基大块非晶合金，且 具有不错的热稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种Fe-Co基大块非晶合金。本专利技术的另一 目的是提供一种Fe-Co基大块非晶合金的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术手段来实现的。一种Fe-Co基大块非晶合金，其特征在于该合金的成分以原子百分含量计为 Fe 28 40% Co 28 40% Zr 1 6% Nd 2 8% Nb 2 10% B 15 25%上述Fe-Co基大块非晶合金的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤a. 将工业纯金属原料Fe、 Co、 Zr、 Nd、 Nb以及FeB合金，按Fe-Co基大块非 晶合金成分以原子百分含量计为Fe 28 40%、Co 28 40%、Zrl 6%、Nd2 8%、 Nb 2 10%、 B 15 25%进行配料，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保 护下进行熔炼，熔炼电流密度为100 220A/cm2，将熔炼合金翻身熔炼3 5 次得到母合金；b. 重熔母合金后采用铜模负压吸铸法浇注，制得Fe-Co基大块非晶合金。 本专利技术中所用的原料为纯金属Fe、 Co、 Zr、 Nd、 Nb以及FeB中间合金。 本专利技术的合金成分上比较新，且合金具有较好的非晶形成能力，过冷液相区温度达到67K，以及在室温下表现为优良的软磁性，其饱和磁化强度Ms^79An^/Kg。这 比现有的许多文献中所报道的采用铜模负压吸铸法所得到的Co基大块非晶合金具有 更更好的非晶形成能力和更高的饱和磁化强度。本专利技术的特点是1)新的合金配方；2)使用非常简单的工艺方式，得到具有较 大尺寸的具有良好软磁性的Fe-Co基大块非晶合金。本专利技术具有较好的软磁性，可以 广泛用于信息、通讯、计算机等领域的磁性器件。这种具有软磁性的Fe-Co基大块非 晶合金由于其简便的工艺，可以克服现有磁性材料加工工艺复杂、元件尺寸受限制的 问题，使应用领域进一步扩大。 附图说明图1为本专利技术Fe-Co基大块非晶合金的DSC (示差量热分析)曲线。图2为本 专利技术的Fe-Co基大块非晶合金在室温下的磁滞回线图。 具体实施例方式现将本专利技术的实施例具体叙述于后。 实施例l本实施例的具有软磁性的铁钴基大块非晶合金的成分(原子百分含量)为Fe 33%、 Co 33%、 Zr3%、 Nd4%、 Nb 5%、 B 22%。制备过程和步骤如下将工业纯金 属原料Fe、 Co、 Zr、 Nd、 Nb以及FeB合金按本实施例的Fe-Co基大块非晶合金成 分配制10克，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，熔炼电流密度为 150A/cm2，将熔炼合金翻身熔炼4次得到母合金；重熔母合金后采用铜模负压吸铸法 浇注，得到尺寸为0.8tnmxl0mmx80mm的块体非晶合金。本实施例中所制得的铁钴基大块非晶合金非晶形成能力比较好，附图l，从图中 可以看出合金具有较大的过冷液相区AT=67K。在室温下所制得的铁钴基大块非晶 合金磁性能，见附图2。从附图中可看出本专利技术的铁钴基大块非晶合金有良好的软磁 性能，饱和磁化强度Ms"79Am々Kg。 实施例2本实施例的具有硬磁性的铁基大块非晶合金的成分(原子百分含量)为Fe32M、 Co 32%、 Zr3%、 Nd4%、 Nb 7%、 B22%。制备过程和步骤如下将工业纯金属原料 Fe、 Co、 Zr、 Nd、 Nb以及FeB合金按本实施例的Fe-Co基大块非晶合金成分配制 10克，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，熔炼电流密度为200A/cm2， 将熔炼合金翻身熔炼4次得到母合金；重熔母合金后采用铜模负压吸铸法浇注，得到 尺寸为0.8mmxl0mmx80mm的块体非晶合金。本实施例中所制得的铁基大块非晶合金的饱和磁化强度Ms。77Am々Kg。权利要求1. 一种Fe-Co基大块非晶合金，其特征在于该合金的成分以原子百分含量计为Fe28～40％Co28～40％Zr1～6％Nd2～8％Nb2～10％B 15～25％2. —种用于权利要求1所述的Fe-Co基大块非晶合金的制备方法，其特征在于该方 法具有以下工艺步骤a. 将工业纯金属原料Fe、 Co、 Zr、 Nd、 Nb以及FeB合金，按Fe-Co基大块非 晶合金成分以原子百分含量计为Fe28 40%、 Co28 40%、Zrl 6%、Nd2 8%、 Nb2 10%、 B15 25。/。进行配料，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护 下进行熔炼，熔炼电流密度为100 220A/cm2，将熔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｆｅ－Ｃｏ基大块非晶合金，其特征在于该合金的成分以原子百分含量计为：　Ｆｅ　２８～４０％　Ｃｏ　２８～４０％　Ｚｒ　１～６％　Ｎｄ　２～８％　Ｎｂ　２～１０％　Ｂ　１５～２５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴胜军，徐晖，蔡平平，白琴，谭晓华，满华，徐兴国，唐永军，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]