一种高导磁钢管的配方及高导磁钢管制备方法组成比例

本发明专利技术提供一种高导磁钢管配方，以重量份数计，由以下成分组成：0.2‑0.22份碳、0.227‑0230份硅、1.016‑1.020份锰、0.014‑0.018份磷、0.008‑0.012份硫、0.022‑0.026份镍、0‑0.2份铬、0.023‑0.027份钼、0.006‑0.010份钒、80‑85份铁、6‑8份锆、7‑9份硼和0.5‑1.5份铜。本发明专利技术的有益效果是：比普通钢管导磁提高了35％，这种磁感应加热器实际使用的功率很低，主要用于金属的局部加热、异形件的非接触加热。

【技术实现步骤摘要】
一种高导磁钢管的配方及高导磁钢管制备方法
本专利技术涉及高导磁钢管制备领域，更具体地说涉及一种高导磁钢管的配方及高导磁钢管制备方法。
技术介绍
钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。按含碳的含量的不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为0.03％～2％的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我国合金钢的资源相当丰富，除Cr、Co不足，Mn品位较低外，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。21世纪初，合金钢在钢的总产量中的比例将有大幅度增长。含碳量2％～4.3％的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C形态分布，断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特种条件下有十分重要的应用。而现有钢铁导磁率低。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的不足，提供了一种高导磁钢管的配方及高导磁钢管制备方法。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现。一种高导磁钢管的配方，以重量份数计，由以下成分组成：0.2-0.22份碳、0.227-0230份硅、1.016-1.020份锰、0.014-0.018份磷、0.008-0.012份硫、0.022-0.026份镍、0-0.2份铬、0.023-0.027份钼、0.006-0.010份钒、80-85份铁、6-8份锆、7-9份硼和0.5-1.5份铜。优选地，以重量份数计，由以下成分组成：0.21份碳、0.228份硅、1.017份锰、0.016份磷、0.010份硫、0.024份镍、0.11份铬、0.025份钼、0.008份钒、84份铁、7份锆、8份硼和1份铜。一种高导磁钢管的制备方法，包括以下步骤：步骤一：高温烧结原料得到烧结靶，利用磁控溅射设备制备Fe-Zr-B-Cu非晶合金薄膜得到毛坯；步骤二：用钢丝带动球体从毛坯内壁滚过，对毛坯进行高温拉拔；步骤三：重复所述步骤二的拉拔，直至钢管内壁光滑。优选地，所述步骤一所述原料按重量的配方如下：碳0.21份、硅0.228份、锰1.017份、磷0.016份、硫0.010份、镍0.024份、铬0.11份、钼0.025份、钒0.008份、铁84份、锆7份、硼8份和铜1份；由上述任一方案优选地是，所述步骤一进行利用磁控溅射设备制备Fe-Zr-B-Cu非晶合金薄膜的工艺条件为：基片到靶材的距离为58-62mm、工作气压为1.35-1.39Pa和溅射功率98-108w。由上述任一方案优选地是，制备Fe-Zr-B-Cu非晶合金薄膜退火条件为温度525-532℃，时间1h。由上述任一方案优选地是，所述步骤二中高温条件为578-582℃淬火。由上述任一方案优选地是，所述步骤二中的所述钢丝和所述球体熔点均高于淬火高温条件，以使其不会被淬火温度熔化。本专利技术的有益效果为：本项目研制出廉价的高导磁(FeSiB)98(CuNb)2非晶合金，晶成分优选及最佳热处理工艺，退火后材料的磁性能达到昂贵的坡莫合金IJ79的国家标准。该材料除具有IJ79合金的高导磁性外，饱和磁感应强度较IJ79显著提高，接近磁放大器输入输出特性的理想曲线。用本材料研制的磁感应加热器热效率高，可在250kHz的高频电源下使用，比普通钢管导磁提高了35％，这种磁感应加热器实际使用的功率很低，主要用于金属的局部加热、异形件的非接触加热。具体实施方式下面通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。一、配方一种高导磁钢管的配方，以重量份数计，所述高导磁钢管由以下成分组成：0.2-0.22份碳、0.227-0230份硅、1.016-1.020份锰、0.014-0.018份磷、0.008-0.012份硫、0.022-0.026份镍、0-0.2份铬、0.023-0.027份钼、0.006-0.010份钒、80-85份铁、6-8份锆、7-9份硼和0.5-1.5份铜。优选地，以重量份数计，所述高导磁钢管由以下成分组成：0.21份碳、0.228份硅、1.017份锰、0.016份磷、0.010份硫、0.024份镍、0.11份铬、0.025份钼、0.008份钒、84份铁、7份锆、8份硼和1份铜。普通10#为7000亨/米，加入以上材料合成后导磁率提高到20000亨/米。二、制备方法一种高导磁钢管的制备方法，包括以下步骤：步骤一：高温烧结原料得到烧结靶，利用磁控溅射设备制备Fe-Zr-B-Cu非晶合金薄膜得到毛坯；所述步骤一所述原料按重量的配方如下：以重量份数计，所述高导磁钢管由以下成分组成：0.2-0.22份碳、0.227-0230份硅、1.016-1.020份锰、0.014-0.018份磷、0.008-0.012份硫、0.022-0.026份镍、0-0.2份铬、0.023-0.027份钼、0.006-0.010份钒、80-85份铁、6-8份锆、7-9份硼和0.5-1.5份铜。优选地，以重量份数计，所述高导磁钢管由以下成分组成：0.21份碳、0.228份硅、1.017份锰、0.016份磷、0.010份硫、0.024份镍、0.11份铬、0.025份钼、0.008份钒、84份铁、7份锆、8份硼和1份铜。在传统材料中加入Fe、Zr、B、Cu所得粉末压制靶和烧结靶的结构其横断面均呈多层状态，层与层之间呈现出不同的形状和致密度，而烧结靶则显示出最优的制膜效果。磁控溅射设备制备Fe-Zr-B-Cu非晶合金薄膜的工艺条件为：基片到靶材的距离为58-62mm、工作气压为1.35-1.39Pa和溅射功率98-108w，制备Fe-Zr-B-Cu非晶合金薄膜退火条件为温度525-532℃，时间1h；优选地，基片到靶材的距离为60mm、工作气压为1.37Pa和溅射功率100w，制备Fe-Zr-B-Cu非晶合金薄膜退火条件为温度530℃，时间1h，获得薄膜的最佳力学以及导磁性能，达到钢管所需导磁率。步骤二：用钢丝带动球体从毛坯内壁滚过，对毛坯进行高温拉拔，高温条件为578-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导磁钢管的配方，其特征在于：以重量份数计，由以下成分组成：0.2-0.22份碳、0.227-0230份硅、1.016-1.020份锰、0.014-0.018份磷、0.008-0.012份硫、0.022-0.026份镍、0-0.2份铬、0.023-0.027份钼、0.006-0.010份钒、80-85份铁、6-8份锆、7-9份硼和0.5-1.5份铜。/n

【技术特征摘要】
1.一种高导磁钢管的配方，其特征在于：以重量份数计，由以下成分组成：0.2-0.22份碳、0.227-0230份硅、1.016-1.020份锰、0.014-0.018份磷、0.008-0.012份硫、0.022-0.026份镍、0-0.2份铬、0.023-0.027份钼、0.006-0.010份钒、80-85份铁、6-8份锆、7-9份硼和0.5-1.5份铜。


2.根据权利要求1所述的高导磁钢管的配方，其特征在于：以重量份数计，由以下成分组成：0.21份碳、0.228份硅、1.017份锰、0.016份磷、0.010份硫、0.024份镍、0.11份铬、0.025份钼、0.008份钒、84份铁、7份锆、8份硼和1份铜。


3.一种高导磁钢管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：高温烧结原料得到烧结靶，利用磁控溅射设备制备Fe-Zr-B-Cu非晶合金薄膜得到毛坯；
步骤二：用钢丝带动球体从毛坯内壁滚过，对毛坯进行高温拉拔；
步骤三：重复所述步骤二的拉拔，直至钢管内壁光滑。

【专利技术属性】
技术研发人员：付华杰，邢裕存，
申请(专利权)人：天津天易海洋管道测试服务有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12