Fe-Ni-P合金多层钢板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Fe‑Ni‑P合金多层钢板及其制备方法。本发明专利技术一实施例提供一种Fe‑Ni‑P合金多层钢板，包括：Fe‑Ni合金层，相对于整个100重量％，包含Ni：30‑85重量％，余量Fe和其他不可避免的杂质；以及Fe‑P合金层，相对于整个100重量％，包含P：6‑12重量％，余量Fe和其他不可避免的杂质，所述Fe‑Ni合金层和所述Fe‑P合金层交替层叠多次。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Fe-Ni-P合金多层钢板及其制备方法
本专利技术一实施例涉及一种Fe-Ni-P合金多层钢板及其制备方法。
技术介绍
通常，通过炼铁、炼钢、热轧、冷轧、退火工艺来制备钢板，而由于工艺上的制约，能够实现的物性上存在制约。具体而言，为了通过各工艺，在除了铁以外可添加的成分元素上存在制约，并且由于压下率控制精度的限制，在钢板厚度的下降上存在制约。这是因为，无法实现非晶质或纳米晶体等结构。尤其是，电工钢板是以铁(Fe)为主要组成元素的软磁材料，为了减少铁损(coreloss)，需要添加硅等能够提高比电阻的元素。加之，理想的是减少钢板厚度，绝缘后层叠使用，并且实现非晶质和纳米晶体结构，但是在常规钢板制备工艺中，在实现所述理想条件上存在限制。作为能够克服这种常规钢板制备上的限制的制备方法有电铸(electroforming)。电铸是一种在基板上进行电镀后剥离电镀层来制备成材料的方法，其不经过常规的工艺，因此能够添加以往存在制约的元素。此外，电镀的特性上，容易控制电解沉积量，易于实现薄化，并且不经过熔融和冷却工艺，因此具有容易实现非晶质和纳米晶体等结构的优点。如上所述电铸法的基本原理被详细描述在韩国专利公开公报第2010-0134595号中。另外，想要顺序层叠彼此不同的合金层来赋予复合性能的情况下，为了形成厚的合金层，针对多种非铁金属，使用热浸镀而不是电镀，但是由于在铁的情况下，熔点非常高，从而在应用热浸镀上存在问题。为了解决这种问题，通常利用焊接异种金属或成分不同的铁系合金之间来进行接合的方法。但是，在通过焊接来层叠两种合金的情况下，很难在板材整个面上保持充分的结合力，并且由于焊接部的热变形而可能使机械特性降低。在磁性材料的情况下，也有可能发生对热变形和应力敏感的磁特性急剧降低的问题。在需要多张结合的金属薄板的电磁波屏蔽材料等的情况下，有时候利用间接方法反复层叠铁-镍金属箔和树脂层来制备。这被详细描述在韩国专利公开公报第2001-0082391号中。但是在该情况下，由于树脂层和金属层的变形率差异，存在用于获得实际产品形状的冲压加工时层叠的金属箔复合体上发生开裂而难以利用的问题。此外，由于不具有磁特性的树脂层的存在，存在在制备相同规格的产品时，相比于仅由普通金属层层叠的材料，铁损和磁通密度都恶化的问题。而且，在包含大量的磷(P)的情况下，脆性高，因此不能通过常规的轧制工艺形成金属薄膜并生产多层钢板。在韩国授权专利10-1504131的情况下，提供了利用Fe和Fe-P粉末来制备Fe和Fe-P的复合结构多层钢板的方法。但是，上述情况下，存在需要对通过预烧结生产的成型体再次进行热轧并执行至最终的热处理的复杂工艺的缺点。此外，在所述热处理过程中无法防止使Fe-P的磁特性和机械特性同时降低的Fe2P、Fe3P析出物的形成，因此在确保磁特性和机械特性上存在限制。
技术实现思路
要解决的技术问题提供一种Fe-Ni-P合金多层钢板及其制备方法。问题的解决方案本专利技术一实施例的Fe-Ni-P合金多层钢板可包含：Fe-Ni合金层，相对于整个100重量％，包含Ni：30-85重量％，余量Fe和其他不可避免的杂质；以及Fe-P合金层，相对于整个100重量％，包含P：6-12重量％，余量Fe和其他不可避免的杂质，所述Fe-Ni合金层和所述Fe-P合金层交替层叠多次。所述Fe-P合金层可具有非晶质的基体结构，并且相对于所述合金层的显微组织整个体积100％，包含不到5％的Fe2P相、Fe3P相或它们的组合。相对于所述Fe-P合金层的显微组织整个体积100％，可包含不到50％的10nm以下的晶粒。所述Fe-Ni合金层可具有非晶质的基体结构，并且相对于所述Fe-Ni合金层的显微组织整个体积100％，包含不到50％的10nm以下的晶粒。本专利技术另一实施例的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法可包括以下步骤：准备电铸用基板；在所述电铸用基板的表面上电解沉积Fe-Ni合金层；在所述Fe-Ni合金层的表面上电解沉积Fe-P合金层；通过交替反复执行电解沉积所述Fe-Ni合金层的步骤和电解沉积所述Fe-P合金层的步骤来将所述两种合金层层叠成多层；以及从电铸用基板上剥离交替层叠有所述两种合金层的多层钢板。在所述电铸用基板的表面上电解沉积Fe-Ni合金层的步骤可包括：准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液；向所述电镀溶液施加电流；以及，铁离子和镍离子由于所施加的电流而被还原，从而在所述电铸用基板的表面上电解沉积Fe-Ni合金层。在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述铁化合物可以是FeSO4、Fe(SO3NH2)2、FeCl2、Fe粉末或它们的组合，并且所述电镀溶液内铁化合物的浓度可以是0.5-4.0M。在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述镍化合物可以是NiSO4、NiCl2或它们的组合，并且所述电镀溶液内镍化合物的浓度可以是0.1-3.0M。在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述电镀溶液可包含添加剂，并且所述电镀溶液内添加剂的浓度可以是0.001-0.1M。此外，所述添加剂可以是羟基醋酸、糖精、β-丙氨酸、DL-丙氨酸、琥珀酸或它们的组合。所述电镀溶液的pH范围可以是1至4，所述电镀溶液的温度可以是30-100℃。在向所述电镀溶液施加电流的步骤中，所述电流可以是直流电流或脉冲电流，并且所述电流的电流密度可以是1-100A/dm2。通过所述铁离子和镍离子由于所施加的电流而被还原，从而在所述电铸用基板的表面上电解沉积Fe-Ni合金层的步骤中，被电解沉积在所述电铸用基板的表面上的Fe-Ni合金层的厚度可以是0.1-1000μm。此外，被电解沉积在所述电铸用基板的表面上的Fe-Ni合金层相对于整个100重量％，可包含Ni：30-85重量％，余量是Fe和其他不可避免的杂质。在所述Fe-Ni合金层的表面上电解沉积Fe-P合金层的步骤可包括：准备包含铁化合物和磷化合物的电镀溶液；向所述电镀溶液施加电流；以及铁离子和磷离子由于所施加的电流而被还原，从而在所述Fe-Ni合金层的表面上电解沉积Fe-P合金层。在准备包含铁化合物和磷化合物的电镀溶液的步骤中，所述铁化合物可以是FeSO4、Fe(SO3NH2)2、FeCl2、Fe粉末或它们的组合，并且所述电镀溶液内铁化合物的浓度可以是0.5-4.0M。此外，所述磷化合物可以是NaH2PO2、H3PO2、H3PO3或它们的组合，并且所述电镀溶液内磷化合物的浓度可以是0.01-3.0M。在准备包含铁化合物和磷化合物的电镀溶液的步骤中，所述电镀溶液可包含添加剂，并且所述电镀溶液内添加剂的浓度是0.001-0.1M。此外，所述添加剂可包含羟基醋酸、糖精、β-丙氨酸、DL-丙氨酸、琥珀酸或它们的组合。所述电镀溶液的pH范围可以是1至4，所述电镀溶液的温度可以是30-100℃。在向所述电镀溶液施加电流的步骤中，所述电流可以是直流电流或脉冲电流，并且所述电流的电流密度是1-100A/dm2。通过铁离子和磷离子由于所施加的电流而被还原，从而在所述Fe-Ni合金层的表面上电解沉积Fe-P合金层的步骤被电解沉积在所述Fe-Ni合金层的表面上的Fe-P合金层的厚度可以是0.1-1000μm。此外，被电解沉积在所述Fe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Fe‑Ni‑P合金多层钢板，其特征在于，包括：Fe‑Ni合金层，相对于整个100重量％，包含Ni：30‑85重量％，余量Fe和其他不可避免的杂质；以及Fe‑P合金层，相对于整个100重量％，包含P：6‑12重量％，余量Fe和其他不可避免的杂质，所述Fe‑Ni合金层和所述Fe‑P合金层交替层叠多次。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.24 KR 10-2015-01862471.一种Fe-Ni-P合金多层钢板，其特征在于，包括：Fe-Ni合金层，相对于整个100重量％，包含Ni：30-85重量％，余量Fe和其他不可避免的杂质；以及Fe-P合金层，相对于整个100重量％，包含P：6-12重量％，余量Fe和其他不可避免的杂质，所述Fe-Ni合金层和所述Fe-P合金层交替层叠多次。2.根据权利要求1所述的Fe-Ni-P合金多层钢板，其特征在于，所述Fe-P合金层具有非晶质的基体结构，并且相对于所述合金层的显微组织整个体积100％，包含不到5％的Fe2P相、Fe3P相或它们的组合。3.根据权利要求2所述的Fe-Ni-P合金多层钢板，其特征在于，相对于所述Fe-P合金层的显微组织整个体积100％，包含不到50％的10nm以下的晶粒。4.根据权利要求3所述的Fe-Ni-P合金多层钢板，其特征在于，所述Fe-Ni合金层具有非晶质的基体结构，并且相对于所述Fe-Ni合金层的显微组织整个体积100％，包含不到50％的10nm以下的晶粒。5.根据权利要求1所述的Fe-Ni-P合金多层钢板，其特征在于，所述Fe-Ni合金层和所述Fe-P合金层交替层叠1次至10次。6.一种Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：准备电铸用基板；在所述电铸用基板的表面上电解沉积Fe-Ni合金层；在所述Fe-Ni合金层的表面上电解沉积Fe-P合金层；通过交替反复执行电解沉积所述Fe-Ni合金层的步骤和电解沉积所述Fe-P合金层的步骤来将所述两种合金层层叠成多层；以及从电铸用基板上剥离交替层叠有所述两种合金层的多层钢板。7.根据权利要求6所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在通过交替反复执行电解沉积所述Fe-Ni合金层的步骤和电解沉积所述Fe-P合金层的步骤来将所述两种合金层层叠成多层的步骤中，将所述Fe-Ni合金层和所述Fe-P合金层交替层叠1次至10次来层叠成多层。8.根据权利要求6所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在所述电铸用基板的表面上电解沉积Fe-Ni合金层的步骤包括：准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液；向所述电镀溶液施加电流；以及铁离子和镍离子由于所施加的电流而被还原，从而在所述电铸用基板的表面上电解沉积Fe-Ni合金层。9.根据权利要求8所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述铁化合物是FeSO4、Fe(SO3NH2)2、FeCl2、Fe粉末或它们的组合。10.根据权利要求9所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述电镀溶液内铁化合物的浓度是0.5-4.0M。11.根据权利要求10所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述镍化合物是NiSO4、NiCl2或它们的组合。12.根据权利要求11所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述电镀溶液内镍化合物的浓度是0.1-3.0M。13.根据权利要求12所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述电镀溶液包含添加剂，并且所述电镀溶液内添加剂的浓度是0.001-0.1M。14.根据权利要求13所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述添加剂是羟基醋酸、糖精、β-丙氨酸、DL-丙氨酸、琥珀酸或它们的组合。15.根据权利要求14所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述电镀溶液的pH范围是1至4。16.根据权利要求15所述的Fe-Ni-P合金多层钢板的制备方法，其特征在于，在准备包含铁化合物和镍化合物的电镀溶液的步骤中，所述电镀溶液的温度是30-100...

【专利技术属性】
技术研发人员：金烔均，赵玟镐，申洙容，朴锺泰，金龙洙，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，
类型：发明
国别省市：韩国,KR