一种多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，包括S1、获取铁钴合金粉末或铁钴混合粉末；S2、对铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行预处理，并将处理后的铁钴合金粉末或铁钴混合粉末置入模具中；S3、通过电流对置于模具中的铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行加热，同时对模具两端施加加载力，并保持烧结环境真空；S4、停止加热，待模具冷却后取出制备的铁钴软磁体合金。本发明专利技术使用铁钴粉末作为原材料，对装有铁钴粉末的模具通电加热，通过调节电流强度控制加热过程，并在加热过程中对模具施加加载力，同时保持烧结过程中的真空度，可以在短时间内快捷高效的获得具有高饱和磁强度和低矫顽力的铁钴软磁体合金。磁强度和低矫顽力的铁钴软磁体合金。磁强度和低矫顽力的铁钴软磁体合金。

【技术实现步骤摘要】
一种多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法


[0001]本专利技术属于烧结制备铁钴软磁体合金的
，具体涉及一种多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法。

技术介绍

[0002]铁钴软磁体合金是一种典型的磁性功能材料，具有高磁饱和强度和低矫顽力，特别是其突出的高居里温度使其广泛地应用在各类高端电气设备之中。但是由于铁钴合金中的钴含量过高，加工性能差，目前常用的生产方式主要为熔铸或粉末冶金。其中熔铸过程中，由于金属元素易于氧化烧损，在浇注过程中会产生不可避免地引入杂质，劣化产品性能，而粉末冶金方法生产周期长、工艺复杂，大大提高了产品的生产成本。
[0003]同时，在实际应用中的铁钴软磁体合金还需要经过特定的热处理方式来改善合金微观组织，从而进一步的提升合金性能来满足使用要求。常见的回火、退火等方式生产周期，一方面可能会引入杂质元素，一方面还会提高生产成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，使用铁钴粉末作为原材料，对装有铁钴粉末的模具体系通电加热，通过调节电流强度控制加热过程，并在加热过程中对模具施加加载力，同时保持烧结过程中的真空度，可在短时间内快捷高效的获得具有高饱和磁强度和低矫顽力的铁钴软磁体合金。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0006]一种多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，其包括以下步骤：
[0007]S1、获取铁钴合金粉末或铁钴混合粉末；
[0008]S2、对铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行预处理，并将处理后的铁钴合金粉末或铁钴混合粉末置入模具中；
[0009]S3、通过电流对置于模具中的铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行加热，同时对模具两端施加加载力，并保持烧结环境真空；
[0010]S4、停止加热，待模具冷却后取出制备的铁钴软磁体合金。
[0011]进一步地，步骤S1中铁钴合金粉末或铁钴混合粉末的粒径小于50μm。
[0012]进一步地，步骤S1中以初始粒径均为50μm的纯铁粉末和纯钴粉末作为原始材料，通过球磨法制备原子比为1：1的铁钴混合粉末。
[0013]进一步地，步骤S2对铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行预处理，包括：将铁钴混合粉末在氮气保护下，烘箱在温度99℃烘干两小时，获得干燥清洁的铁钴混合粉末。
[0014]进一步地，步骤S3将装填好的粉末模具置入烧结设备，并采用夹头固定，在真空度为10
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2Pa的条件下，对模具两端施加50～100MPa的加载力，并通入电流对粉末加热，通过控制电流强度，以5～150℃/s的升温速率加热至800～1200℃，并保温2～10min。
[0015]进一步地，将装填好的粉末模具置入烧结设备，并采用夹头固定，在真空度为10
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2Pa的条件下，对模具两端施加50MPa的加载力，并通入电流对粉末加热，通过控制电流强度，以50℃/s的升温速率加热至900℃，并保温3min。
[0016]进一步地，保温时间结束后，放置在空气中空冷，待冷却至室温后，从模具中取出铁钴软磁体合金。
[0017]进一步地，将装填好的粉末模具置入烧结设备，并采用夹头固定，在真空度为10
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2Pa的条件下，对模具两端施加50MPa的加载力，并通入电流对粉末加热，控制电流强度，以50℃/s的升温速率加热至1100℃，并保温3min。
[0018]进一步地，保温时间结束后，随炉冷却至200℃，取出随空气冷却到室温，待冷却至室温后从模具中取出铁钴软磁体合金。
[0019]进一步地，容置于真空腔内的模具两端通过夹头固定安装于真空腔内壁；位于所述模具两端的电极之间通过导线与用于加热粉末的交流电源电性连接。
[0020]本专利技术提供的多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，具有以下有益效果：
[0021]本专利技术使用铁钴粉末作为原材料，对装有铁钴粉末的模具通电加热，通过调节电流强度控制加热过程，并在加热过程中对模具施加加载力，同时保持烧结过程中的真空度，可以在短时间内快捷高效的获得具有高饱和磁强度和低矫顽力的铁钴软磁体合金。
附图说明
[0022]图1为原始粉末的铁钴混合粉末扫面电镜照片。
[0023]图2为模具结构图。
[0024]图3为EBSD检测结果图。
[0025]图4为900℃时制备的铁钴软磁体合金的磁滞回线检测结果图。
[0026]图5为多物理场耦合作用下植制备的铁钴软磁体合金的XRD检测结果图。
[0027]图6为1100℃时制备的铁钴软磁体合金的磁滞回线检测结果。
[0028]图7为圆柱铁钴软磁体合金块体。
[0029]图8为圆柱铁钴软磁体合金块体。
[0030]图9为圆柱铁钴软磁体合金块体脉冲磁场强度。
[0031]图10为圆柱铁钴软磁体合金块体。
[0032]其中，1、真空腔；2、模具；3、夹头；4、电极。
具体实施方式
[0033]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0034]实施例一，参考图1
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图10，本方案的多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，包括：
[0035]步骤S1、获取铁钴合金粉末或铁钴混合粉末；
[0036]步骤S2、对铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行预处理，并将处理后的铁钴合金粉末或铁钴混合粉末置入模具2中；
[0037]步骤S3、通过电流对置于模具2中的铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行加热，同时对模具2两端施加加载力，并保持烧结环境真空；
[0038]步骤S4、停止加热，待模具2冷却后取出制备的铁钴软磁体合金。
[0039]其中，模具2容置于真空腔1内，模具2两端通过夹头3固定安装于真空腔1内壁；位于模具2两端的电极4之间通过导线与用于加热粉末的交流电源电性连接。
[0040]实施例二，本实施例中以铁钴混合粉末作为原材料，通过多物理场耦合烧结制备的几何尺寸为底面直径Φ8mm，高度10mm的圆柱铁钴软磁体合金块体，其具体包括：
[0041]步骤S1、以初始粒径均为50μm的纯铁粉末和纯钴粉末为原始材料，通过球磨法制备原子比为1：1的铁钴混合粉末，经过球磨制备的混合粉末形貌图片如图1所示。
[0042]步骤S2、将通过球磨混合制备的粉末在氮气氛围保护下经过99℃的烘箱烘干两小时，获得干燥清洁的铁钴混合粉末，将铁钴混合粉末直接装填进模具2，模具2内腔尺寸为直径Φ8mm
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高度10mm的圆柱，凸模最大截面积为直径Φ8mm的圆面。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取铁钴合金粉末或铁钴混合粉末；S2、对铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行预处理，并将处理后的铁钴合金粉末或铁钴混合粉末置入模具中；S3、通过电流对置于模具中的铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行加热，同时对模具两端施加加载力，并保持烧结环境真空；S4、停止加热，待模具冷却后取出制备的铁钴软磁体合金。2.根据权利要求1所述的多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，其特征在于：所述步骤S1中铁钴合金粉末或铁钴混合粉末的粒径小于50μm。3.根据权利要求1所述的多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，其特征在于：所述步骤S1中以初始粒径均为50μm的纯铁粉末和纯钴粉末作为原始材料，通过球磨法制备原子比为1：1的铁钴混合粉末。4.根据权利要求3所述的多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，其特征在于，所述步骤S2对铁钴合金粉末或铁钴混合粉末进行预处理，包括：将铁钴混合粉末在氮气保护下，烘箱在温度99℃烘干两小时，获得干燥清洁的铁钴混合粉末。5.根据权利要求1所述的多物理场耦合作用下铁钴软磁体合金制备方法，其特征在于，所述步骤S3将装填好的粉末模具置入烧结设备，并采用夹头固定，在真空度为10
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2Pa的条件下，对模具两端施加50～100MPa的加载力，并通入电流对粉末加热，通过控制电流强度，以5～150℃/s的升温速率加热至800～...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明霞，周博皓，杨屹，杨刚，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：