一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法技术

本发明专利技术提供一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法，涉及铁基非晶纳米晶合金技术领域，该合金的热处理方法包括以下步骤：(1)将铁基非晶合金放入热处理炉的炉膛内，并在铁基非晶合金上施加1

【技术实现步骤摘要】
一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法


[0001]本专利技术涉及铁基非晶纳米晶合金
，具体涉及一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法。

技术介绍

[0002]铁基非晶/纳米晶软磁合金作为新一代的“双绿色”节能材料，因其具有优良的软磁性能，如高饱和磁感应强度，低矫顽力，高磁导率，低损耗等特点，被广泛的应用于变压器、电感器、传感器等电力电子领域。随着社会的不断进步，由于计算机网络、高密度记录技术、电力系统和高频微磁器件等领域的发展和需要，越来越要求所用的各种元器件具备高性能、高品质、小型、轻量，这就要求制备这些器件的软磁合金等金属功能材料不断提高性能。首先，该类合金通常由母合金经快淬过程制成非晶带材，再经热处理工艺精细调控合金的组织结构，析出单一的磁性α
‑
铁相转变为纳米晶结构。因此，热处理工艺对于获得高性能的铁基纳米晶合金具有重要作用。
[0003]传统的热处理工艺一般都是从室温开始，按照预定好的升温速率、保温时间以及气氛下进行升温，最后随炉冷却至室温；但在热处理过程中，容易造成晶粒不均匀析出、晶粒过度长大、磁晶各向异性高、带材表面硬度不均匀和脆性严重等，从而导致合金的饱和磁感应强度低、矫顽力大以及韧塑性差，不利于获得高性能铁基非晶纳米晶合金。为此，提出一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法解决上述问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术不足，本专利技术提供一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法，以此来克服
技术介绍
中提及的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术的技术方案通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法，具体包括以下步骤：
[0007](1)将铁基非晶合金放入热处理炉的炉膛内，并在铁基非晶合金上施加1
‑
3MPa的压应力，炉膛内刚玉管上的电炉丝为双向缠绕；
[0008](2)对热处理炉进行抽真空处理，并通入保护气体；
[0009](3)加热炉膛内的铁基非晶合金，第一次升温至480
‑
520℃并保温50
‑
60min，接着第二次升温至540
‑
580℃并继续保温20
‑
40min，保温结束后快速降温至460
‑
480℃；
[0010](4)将步骤(3)中的产品进行磁场热处理，控制磁场强度为800
‑
1600高斯，保温30
‑
60min；
[0011](5)随炉冷却至室温后，制得高性能铁基非晶纳米晶合金。
[0012]优选的，所述铁基非晶合金的组成为Fe
85.7
Si
0.5
B
9.3
Cu
0.7
P
3.5
C
0.3
。
[0013]优选的，步骤(1)中，所述双向缠绕即是将电炉丝按一个方向进行缠绕后再反向缠绕。
[0014]优选的，步骤(1)中，施加的压应力为1MPa。
[0015]优选的，所述保护气体为99.99％的高纯氮气，控制气体流量为1
‑
5mL/s。
[0016]优选的，步骤(3)中，第一次升温至500℃下并保温60min，第二次升温至560℃并继续保温30min。
[0017]优选的，第一次升温速率和第二次升温速率均为10℃/min。
[0018]优选的，步骤(4)中，控制磁场强度为800高斯，保温60min。
[0019]本专利技术提供一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法，与现有技术相比优点在于：
[0020]本专利技术通过对刚玉管上的电炉丝予以双向缠绕，通电后两个方向上的电流相反流通，使得磁场正好相互抵消，周围的磁场为零，从而避免了在磁场热处理时电炉丝磁场对产品造成的影响，保证磁场热处理的质量，从而确保了铁基非晶纳米晶合金的质量；
[0021]本专利技术施加一定的压应力，再通过两次升温并保温一段时间，随后控制磁场强度为800高斯，通过压应力作用提高了合金的饱和磁感应强度以及改善了韧塑性，通过磁场作用进一步降低了铁基非晶纳米晶合金的矫顽力，提高了铁基非晶纳米晶合金的质量；
[0022]本专利技术中铁基非晶纳米晶合金(Fe
85.7
Si
0.5
B
9.3
Cu
0.7
P
3.5
C
0.3
)的剩余磁感应强度达到0.10T，矫顽力达到0.42A
·
m
‑1，动态磁滞损耗达到8.3W
·
kg
‑1，具有较为优良的性能。
附图说明
[0023]图1为本专利技术刚玉管双向缠绕示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例3中铁基非晶纳米晶合金动态磁滞损耗随磁场强度的变化曲线图；
[0025]图3为本专利技术实施例3中铁基非晶纳米晶合金矫顽力和剩余磁感应强度随磁场强度的变化曲线图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]实施例1
[0028]一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法，具体包括以下步骤：
[0029](1)将铁基非晶合金放入热处理炉的炉膛内，并在铁基非晶合金上施加1MPa的压应力，炉膛内刚玉管上的电炉丝为双向缠绕；其中，双向缠绕即是将电炉丝按一个方向进行缠绕后再反向缠绕；
[0030](2)对热处理炉进行抽真空处理，并通入流量为1mL/s的99.99％的高纯氮气作为保护气体；
[0031](3)加热炉膛内的铁基非晶合金，第一次升温至480℃并保温50min，接着第二次升温至540℃并继续保温20min，保温结束后快速降温至460℃；其中，第一次升温速率和第二次升温速率均为10℃/min；
[0032](4)将步骤(3)中的产品进行磁场热处理，控制磁场强度为800高斯，保温30min；
[0033](5)随炉冷却至室温后，制得高性能铁基非晶纳米晶合金。
[0034]铁基非晶合金的组成为Fe
85.7
Si
0.5
B
9.3
Cu
0.7
P
3.5
C
0.3
。
[0035]实施例2
[0036]一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法，具体包括以下步骤：
[0037](1)将铁基非晶合金放入热处理炉的炉膛内，并在铁基非晶合金上施加2MPa的压应力，炉膛内刚玉管上的电炉丝为双向缠绕；其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法，其特征在于，该合金的热处理方法包括以下步骤：(1)将铁基非晶合金放入热处理炉的炉膛内，并在铁基非晶合金上施加1
‑
3MPa的压应力，炉膛内刚玉管上的电炉丝为双向缠绕；(2)对热处理炉进行抽真空处理，并通入保护气体；(3)加热炉膛内的铁基非晶合金，第一次升温至480
‑
520℃并保温50
‑
60min，接着第二次升温至540
‑
580℃并继续保温20
‑
40min，保温结束后快速降温至460
‑
480℃；(4)将步骤(3)中的产品进行磁场热处理，控制磁场强度为800
‑
1600高斯，保温30
‑
60min；(5)随炉冷却至室温后，制得高性能铁基非晶纳米晶合金。2.根据权利要求1所述的一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法，其特征在于：所述铁基非晶合金的组成为Fe
85.7
Si
0.5
B
9.3

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓沛，陈飞，陈永丽，朱小琴，
申请(专利权)人：安徽中环晶研新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：