一种具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金及其制备方法,它的合金表达式为(Fe

【技术实现步骤摘要】
一种具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金及其制备方法
本专利技术属于非晶软磁合金制备
,具体涉及一种具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金及其制备方法。
技术介绍
铁基非晶材料由于其独特的结构与传统晶体材料相比具有优异的软磁性能，例如较高的磁饱和感应强度，较低的矫顽力和损耗等。非晶条带由于生产工艺简单，具有优异的软磁性能的1K101非晶条带目前已实现工业化大规模生产，但其磁饱和强度Bs仅为1.56T，与传统的硅钢片相比仍然较低，不利于器件向小型化轻型化方向发展。近年来为了进一步提高Bs，高铁含量的非晶合金被开发出来，据报道，铁含量为82-85at％的Fe-Si-B-PFe-Si-B-P-C非晶合集具有优异的软磁性能，并且退火态饱和磁感应强度不低于1.60T，其中最高可达1.72T，同时该合金在退火后仍能保持较好的弯折性，然而C的熔点较高，难以熔炼均匀，此外具有高蒸气压的P元素在熔炼期间易于挥发并与坩埚反应，难以精确的调节P含量，并且可能导致表面晶化，此外P比B重，不利于降低非磁性元素质量分数。与此同时，类金属含量过高，虽然可以提高非晶形成能力，但是退火后往往变脆，不利于后续的收带及加工。
技术实现思路
本专利技术为了克服传统铁基非晶软磁合金Bs较低、退火脆化导致不易后续加工、成本较高的问题，通过科学的成分设计提供了一种综合性能优异，且成本较低的铁钴基非晶软磁合金。本专利技术的目的通过以下方案实现：一种具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金，其特征在于，它的合金表达式为(Fe1-aCoa)xMyBz，式中a、x、y和z分别表示各对应组分的原子百分比含量，其中a为0～0.25，x为84～86，y为0～2，z为13～16，x+y+z＝100。所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金，其中M为Ni或Si的一种。作为示例：所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金，它的合金表达式为(Fe0.95Co0.05)86Ni1B13。所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金，其特征在于它的合金表达式为(Fe0.9Co0.1)86Ni1B13。所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：步骤一:按照所述的铁钴基软磁非晶合金的合金表达式进行配料；步骤二:在惰性气体的保护下采用高频感应熔炼炉或电弧炉将步骤一配好的原料在真空度不低于6×10-3pa情况下熔炼成成分均匀的母合金锭，至少熔炼4次；步骤三：在惰性气体保护下将步骤二制备的母合金锭再次熔化采用单辊急冷法制备非晶条带；步骤四:将步骤三制备的非晶条带在高真空下去应力退火，退火温度为晶化温度前60K-100K。所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金的制备方法，在步骤二中，惰性气体为氮气或氩气，优选为氩气。所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金的制备方法，在步骤三中单辊急冷法制备非晶条带时放置母合金的容器为石英管，石英管管口下方先用400号砂纸粗磨，后改为1000-1200号砂纸细磨成直径为0.6-0.75mm圆形小孔。所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金的制备方法，在步骤三中，喷带压力差为0.02-0.045MPa，铜辊表面线速度为35-50m/s。所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金的制备方法，在步骤四中，退火时间为5-30min，优选为10-15min。本专利技术中，B元素的主要作用是提高非晶形成能力，B元素含量过低，难以发挥其非晶形成能力，B元素含量过高，降低了铁磁性元素含量，从而降低合金的饱和磁感应强度。本专利技术中，Co元素与Fe具有强的铁磁交换作用，少量的Co替代铁可以显著提高合金的饱和磁感应强度，而且钴的加入还有利于非晶形成能力，本专利技术中Co的含量明显降低，有利于降低成本。本专利技术中Ni元素可增加合金的流动性，易于成型，合金的退火韧性也得到一定程度的提高，合金易于卷绕。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种高饱和磁感应强度的铁钴基非晶软磁合金，退火后饱和磁感应强度不低于1.63T，最高可达1.92T。在25℃3.5％NaCl溶液中腐蚀电流密度不高于10-5A/cm2，合金条带的耐蚀性较好。合金中加入少量Ni可增加流动性，从而铸造喷带时易于成型，在晶化温度前60-100K退火后仍然保持全非晶态，且具有一定的弯折韧性，从而极大地改进了带材的可加工卷绕性。本专利技术铁钴基非晶软磁合金具有较低的矫顽力，以及良好的机械性能、加工性能和较低的生产成本，有利于规模化工业生产。附图说明图1为实施例1～6中铁钴基非晶软磁合金的XRD图；图中横坐标为扫描角度，纵坐标为强度；图2为实施例1～6中铁钴基非晶软磁合金的DSC升温曲线；图3为实施例1～6中铁钴基非晶软磁合金的VSM图；图中横坐标为磁场强度，纵坐标为磁化强度；图4为实施例2制备得到的(Fe0.95Co0.05)86Ni1B13非晶合金条带退火样品对折180°后外观图；图5(a)为实施例3制备得到的(Fe0.9Co0.1)86Ni1B13非晶合金条带退火态的压痕光学显微镜图像；(b)为实施例3制备得到的退火样品对折180°后折痕附近的SEM图；图6为Fe86Ni1B13和实施例3制备得到的(Fe0.9Co0.1)86Ni1B13非晶合金条带的极化曲线；图7为实施例6制备得到的(Fe0.9Co0.1)86Si1B13非晶合金条带的DSC升温曲线；图8为实施例6制备得到的(Fe0.9Co0.1)86Si1B13非晶合金条带退火态磁滞回线；图9为实施例6制备得到的(Fe0.9Co0.1)86Si1B13非晶合金条带退火态Hc图；图10为实施例6制备得到的(Fe0.9Co0.1)86Si1B13非晶合金条带退火态硬度压痕光学显微镜图像。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不局限于此。实施例1一种具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金,合金表达式为Fe85Ni2B13。作为更详细的示例，它的制备方法包括如下步骤：(1)配料：选取纯度为99.9wt％的Fe、纯度为99.99wt％的Ni，B含量为19.35wt％的FeB，按照上述合金表达式进行配料。在称取原材料之前，把原材料表面的氧化膜等杂质用砂纸或砂轮机打磨去除，随后将Fe、Ni原材料放入盛有无水乙醇的烧杯中，进行超声波清洗180s，然后用吹风机冷风将其完全干燥。(2)熔炼：将配制好的母合金原料放进石英坩埚中，密度大且熔点低的合金成分放在上面，将石英坩埚放入真空感应熔铸腔体中的感应线圈中，密封真空感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金，其特征在于，它的合金表达式为(Fe

【技术特征摘要】
1.一种具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金，其特征在于，它的合金表达式为(Fe1-aCoa)xMyBz，式中a、x、y和z分别表示各对应组分的原子百分比含量，其中a为0～0.25，x为84～86，y为0～2，z为13～16，x+y+z＝100。


2.根据权利要求1所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金，其特征在于M为Ni或Si的一种。


3.根据权利要求1所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金，其特征在于它的合金表达式为(Fe0.95Co0.05)86Ni1B13。


4.根据权利要求1所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金，其特征在于它的合金表达式为(Fe0.9Co0.1)86Ni1B13。


5.根据权利要求1所述的具有良好弯曲韧性的高饱和磁感应强度铁钴基软磁非晶合金的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
步骤一:按照权利要求1所述的铁钴基软磁非晶合金的合金表达式进行配料；
步骤二:在惰性气体的保护下采用高频感应熔炼炉或电弧炉将步骤一配好的原料在真空度不低于6×10-3pa情况下熔炼成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福山，凡艳舟，李海龙，张锁，苗家凯，张伟伟，张开盛，刘士磊，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41