非晶合金带材及其前驱体和制备方法、非晶合金铁芯和变压器技术

本发明专利技术提供一种非晶合金带材及其前驱体和制备方法、非晶合金铁芯和变压器，所述非晶合金带材前驱体为无纹带；所述非晶合金带材前驱体的制备方法通过调节浇注液位、喷嘴与冷却辊的表面的初始间距、冷却辊的初始速度、喷嘴与冷却辊的表面平面之间的角度、喷嘴与冷却辊的表面的间距以及冷却辊的速度等工艺参数，制得无纹带。所述非晶合金带材含有规律阵列排布的痕列，本发明专利技术所述非晶合金带材相比传统非晶合金带材具有低的损耗及励磁功率，使用其制备的变压器具有更低的整体损耗，应用前景广阔。应用前景广阔。应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
非晶合金带材及其前驱体和制备方法、非晶合金铁芯和变压器


[0001]本专利技术涉及软磁材料
，尤其涉及用于制造变压器等磁性部件的非晶合金带材，具体涉及非晶合金带材及其前驱体和制备方法、非晶合金铁芯和变压器。

技术介绍

[0002]非晶合金薄带具有良好的材料特性，具有制造节能、使用节能的产品优势。非晶合金的生产工艺流程显著短于普通硅钢产品，采用急速冷却的方式，从钢液到非晶薄带制品一次成型制备，与普通硅钢产品相比在生产环节节能显著；在产品应用端，非晶合金薄带具有高磁导率、高电阻率等材料特性，用其生产的非晶合金变压器与普通硅钢变压器具有空载损耗低、节能效果好的特点。
[0003]变压器是输配电的基础设施，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域，其中变压器损耗占输配电电力损耗的40％。非晶带材作为变压器铁芯的核心材料，其损耗决定变压器的整体损耗。非晶带材的损耗主要由三部分组成，分别为磁滞损耗、涡流损耗和反常损耗。其中非晶带材由于其磁滞较小且矫顽力低，因此磁滞损耗较小。传统涡流损耗与带材的厚度、电阻率相关，可以通过公式计算出来，但计算出的涡流损耗与实际的涡流损耗相比相差较大，其中这部分损耗差被认为是反常损耗。非晶带材的反常损耗是由于磁性材料磁化过程中，磁畴结构不同而导致的不均匀磁化引起的能量损耗。根据目前的科学研究认为：非晶合金带材的反常损耗大的原因是非晶合金的磁畴宽度大，所以磁壁的移动速度大，从而不均匀磁化变化速度大。所以如果要降低非晶带材的损耗，就要从改变磁畴结构方面进行改善。
[0004]目前，降低磁性材料反常损耗的办法主要为细化磁畴宽度，已知的办法主要包括对磁材表面进行机械刮划、对磁材表面照射激光而使其局部熔化/急冷凝固，从而使磁畴细化的激光刻痕法。其中硅钢已有成型的细化磁畴的成型产品，而非晶带材的细化磁畴技术处在研发过程中。
[0005]CN102473500A中公开了一种软磁性非晶质合金薄带，在软磁性非晶质合金薄带的表面上通过激光照射形成的在宽度方向上的点状斑点，从而将磁畴细化，达到使非晶带材的损耗降低的方法。
[0006]CN113994441A公开了一种Fe基非晶合金薄带、铁芯和变压器，其采用具有线状激光照射痕的铁基非晶带材，能够降低磁通密度1.45T条件下的铁损。
[0007]在已知的文献及专利中，研究了非晶带材刻痕的刻痕特点及刻痕工艺技术，可以看出激光刻痕技术可以有效的降低非晶带材的损耗。但是在激光刻痕技术工业实用化的过程中发现，对于激光刻痕前选取的通过快速凝固制备的非晶合金带材前驱体(将刻痕后的成品非晶带材称为前驱体)的特征未做细致区分。传统的非晶合金带材前驱体在制备过程中，为了获得优异的性能，会制备出具有鱼鳞状纹路的带材，但是在非晶带材激光刻痕技术研究过程中发现，具有鱼鳞状纹路的带材经过刻痕后，其性能和工艺具有不稳定性，具体的
表现为：不同批次的带材采用相同的刻痕工艺，具有不同的热处理温度，要想获得最佳的损耗，需要不同的刻痕工艺。这将导致这种非晶带材的前驱体在刻痕技术工业化过程中严重降低后续生产效率及铁芯端的性能稳定性。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供非晶合金带材及其前驱体和制备方法、非晶合金铁芯和变压器，通过制备无纹的非晶合金前驱体，解决了现有技术中存在的刻痕后非晶带材性能不稳定的问题，本专利技术非晶合金带材相比传统非晶合金带材具有低的损耗及励磁功率，使用其制备的变压器具有更低的整体损耗。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种非晶合金带材前驱体，所述非晶合金带材前驱体为无纹带。
[0011]本专利技术提供的非晶合金带材前驱体为无纹带，所述无纹带是指非晶合金带材前驱体的表面光滑，在宽度方向上不具有任何鱼鳞状、波状或凹凸状的纹路特征，定义为无纹带。
[0012]由于在本领域制备非晶合金带材时，为了提高非晶合金带材的性能，一般通过工艺参数的调整其纹路，从而改变磁畴结构，但具有鱼鳞状等纹路的带材经过刻痕后，其性能和工艺具有不稳定性，具体的表现为：不同批次的带材采用相同的刻痕工艺，具有不同的热处理温度，要想获得最佳的损耗，需要不同的刻痕工艺，导致后续工业化生产难度大。本专利技术创造性地开发出无纹带，使后续热处理和刻痕能够可控，性能和工艺稳定性高。
[0013]优选地，所述非晶合金带材前驱体的厚度为26～35μm。优选地，所述非晶合金带材前驱体为铁基非晶合金，主要为Fe
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Si
‑
B系、Fe
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Si
‑
B
‑
C系、Fe
‑
Si
‑
B
‑
C
‑
P系或Fe
‑
Si
‑
B
‑
P系等。在实际工业生产中，优选为Fe
‑
Si
‑
B系合金或Fe
‑
Si
‑
B
‑
C系合金。
[0014]优选地，所述非晶合金带材前驱体中组分按原子百分比计包括Fe：79～82.5％，Si：3.0～9.5％，B：10.0～15.0％，C：≤1.35％，其余为不可避免的杂质元素。
[0015]本专利技术非晶合金带材前驱体中组分按原子百分比计包括Fe：79～82.5％，例如可以是79％、79.4％、79.8％、80.2％、80.6％、81％、81.4％、81.8％、82.2％或82.5％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0016]Si：3.0～9.5％，例如可以是3.0％、3.8％、4.5％、5.2％、5.9％、6.7％、7.4％、8.1％、8.8％或9.5％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]B：10.0～15.0％，例如可以是10.0％、10.6％、11.2％、11.7％、12.3％、12.8％、13.4％、13.9％、14.5％或15.0％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]C：≤1.35％，例如可以是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％或1.35％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种第一方面所述的非晶合金带材前驱体的制备方法，所述非晶合金带材前驱体采用速凝工艺制备而成。
[0020]具体地，所述非晶合金带材前驱体的制备方法包括如下步骤：
[0021]步骤1，准备工序：设置喷包中浇注液位、喷嘴与冷却辊的表面的初始间距以及冷
却辊的初始速度；
[0022]步骤2，调整工序：开浇前，移动喷包，调整喷嘴与冷却辊的表面平面之间的角度；
[0023]步骤3，喷带启动工序：通过喷嘴向旋转的冷却辊的表面浇注钢水，进行非晶合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非晶合金带材前驱体，其特征在于，所述非晶合金带材前驱体为无纹带。2.根据权利要求1所述的非晶合金带材前驱体，其特征在于，所述非晶合金带材前驱体的厚度为26～35μm；优选地，所述非晶合金带材前驱体为铁基非晶合金，优选为Fe
‑
Si
‑
B系合金或Fe
‑
Si
‑
B
‑
C系合金；优选地，所述非晶合金带材前驱体中组分按原子百分比计包括Fe：79～82.5％，Si：3.0～9.5％，B：10.0～15.0％，C：≤1.35％，其余为不可避免的杂质元素。3.一种权利要求1或2所述的非晶合金带材前驱体的制备方法，其特征在于，所述非晶合金带材前驱体的制备方法包括如下步骤：步骤1，准备工序：设置喷包中浇注液位、喷嘴与冷却辊的表面的初始间距以及冷却辊的初始速度；步骤2，调整工序：开浇前，移动喷包，调整喷嘴与冷却辊的表面平面之间的角度；步骤3，喷带启动工序：通过喷嘴向旋转的冷却辊的表面浇注钢水，进行非晶合金带材前驱体的制备；在所述非晶合金带材前驱体的制备过程中，调节喷嘴与冷却辊的表面的间距以及冷却辊的速度，进行稳定喷带；步骤4，抓取工序：将喷出的所述非晶合金带材前驱体进行收卷，得到无纹带。4.根据权利要求3所述的非晶合金带材前驱体的制备方法，其特征在于，步骤1中所述浇注液位为480mm～400mm；优选地，步骤1中所述喷嘴与冷却辊的表面的初始间距为0.05mm～0.3mm；优选地，步骤1中所述冷却辊的初始速度为15m/s～25m/s；优选地，步骤2中所述喷嘴与冷却辊的表面平面之间的角度≤0.8度；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓雨，庞靖，王志强，刘红玉，王泽凡，姚文康，
申请(专利权)人：青岛云路先进材料技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：