一種鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料及製備方法
2023-05-25 03:31:36
一種鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料及製備方法
【專利摘要】本發明提供一種鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料及製備方法，該合金薄帶材料具有高的高飽和磁感應強度。該製備方法工藝簡單，生產成本低，適於工業化生產。該鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料中各成分的重量百分含量為：Sm0.01％～0.05％,Ga0.01％～0.05％,B6％～9％,Te0.5％～0.9％，S0.05％～0.09％，Al4％～6％，Fe1％～4％,Si1.4％～1.9％，其餘為Co。該材料的組織特點為納米晶。
【專利說明】一種鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料及製備方法
[0001]【技術領域】:
本發明屬於金屬材料領域，涉及一種鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料及製備方法。
[0002]【背景技術】:
CN201210348479.9號申請提供一種鈷基非晶薄帶合金材料及其製備，該薄帶合金材料不僅具有低矯頑力、高飽和磁導率。其製備方法工藝簡單，合金熔化也容易操作，生產成本低，適於工業化生產。該合金材料中各成分的重量百分含量為:Gd4%~7%，Si0.3%~0.5%,Nb0.01%~0.03%，All%~3%，Fe0.5%~0.9%，Rh0.01%~0.05%，Mo0.01%~0.05%，Ge0.01%~0.05%，其餘為Co。該材料的組織特點為非晶，飽和磁感應強度為1.3-1.4T。但是該材料的飽和磁感應強度仍偏低。
[0003]
【發明內容】
:
本發明的提供一種鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料，該合金薄帶材料具有高的高飽和磁感應強度。
[0004]本發明的另一目的是提供上述材料的製備方法，該製備方法工藝簡單，生產成本低，適於工業化生產。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料，該材料中各成分的重量百分含量為=Sm 0.01% ~0.05%，Ga 0.01 % ~0.05 %，B 6% ~9%，Te 0.5% ~0.9%，S 0.05 % ~
0.09%, Al 4%~6% ,Fe I %~4%，Si 1.4%~1.9%，其餘為Co。該材料的組織特點為納米晶。
[0006]上述材料的製備方法，該方法包括以下步驟:
O首先按照上述成分進行配料，原料Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co的純度均大於99.9%;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將上述原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1520-1530°C，得到母合金，然後將放入真空感應成型爐內的重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1510-1530°C ;重熔管式坩堝部設有通孔；重熔管式坩堝上部經閥門連接氮氣系統，氮氣系統的壓力為1.5-1.8個大氣壓;
3)重熔管式坩堝的底部置於成型爐轉輪輪緣之上；當母合金熔化後，重熔管式坩堝上部閥門打開，熔融母合金在氮氣壓迫下從坩堝底部通孔中噴向旋轉的成型爐轉輪輪緣，形成連續的合金帶；
4)然後將合金帶置於液氮中進行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫25-30分鐘；取出後於室溫條件下靜置1-2小時；然後置於450-480°C，保溫2_4小時，自然冷卻至室溫，即得到高飽和磁導率鈷基納米晶合金薄帶材料。
[0007]本發明的進一步設計在於:
步驟2)中重熔管式坩堝內徑為12-14mm，高度為250-280mm，坩堝底部設有孔徑為1-1.5mm的通孔。
[0008]步驟3)中重熔管式坩堝的底部置於成型爐轉輪輪緣之上2_4mm處。[0009]步驟3)中成型爐轉輪旋轉線速度為25~27m/s ;所得合金帶的厚度為200-350 μ m,寬度為 3_5mm。
[0010]本發明具有如下有益效果:
本發明材料中採用Sm和B共同作用可提高非晶形成能力。Ga、Te和Si共同作用可改善合金鐵磁性能，提高飽和磁感應強度。同時加入Al、Ga和S能顯著提高晶化後合金的軟磁性能。Te、S和Co形成得化合物可以阻止熱處理中晶粒得長大。
[0011]本發明合金在凝固中，採用快速冷卻、低溫深冷、室溫靜置、熱處理和合金化結合的方式，既有效減小合金中的相尺寸，保證化學成分的均勻分布，保證了合金的磁性能，也通過梯度處理大大降低了快速冷卻造成的內應力，也保證了合金的力學性能。
[0012]與現有技術相比，本發明的優點在於:所得產品具有優異軟磁性能、良好的機械性能和納米晶形成能力的鈷基合金薄帶體系。本發明製備中，沒有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低；另外合金經過快速冷卻，保證了合金成分、組織和性能的均勻性，因此也就保證了合金的質量。該合金製備工藝簡便，過程簡單，生產的合金具有良好的性能，非常便於工業化生產。本發明的鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料可以應用於信息、通訊等領域的磁性器件。
[0013]本發明的鈷基合金薄帶材料性能見表1。
[0014]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為本發明實施例一製備的鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料組織圖。
[0015]由圖1可見，該材料組織均勻緻密。
[0016]【具體實施方式】:
實施例一:
本發明鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料的製備方法包括以下步驟:該材料的組織特點為納米晶。
[0017]1)首先按照重量百分含量為:Sm 0.01 % , Ga 0.01 % ,B 6 % , Te 0.5%, S
0.05%, Al 4%, Fe 1% , Si 1.4%，其餘為 Co 進行配料，原料 Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co的純度均大於99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將上述原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1520°C，得到母合金，然後將放入真空感應成型爐內的重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1510°C ;重熔管式坩堝內徑為12mm,高度為250mm，坩堝底部有Imm的通孔。重熔管式坩堝上部經閥門連接氮氣系統，氮氣系統的壓力為1.5個大氣壓；
3)重熔管式坩堝的底部置於成型爐轉輪輪緣之上2mm處；當母合金熔化後，重熔管式坩堝上部閥門打開，熔融母合金在氮氣壓迫下從坩堝底部通孔中噴向旋轉的成型爐轉輪輪緣，形成連續的合金帶；轉輪旋轉線速度為25m/s，所得合金帶的厚度為200-350 μ m,寬度為 3-5 mmη
[0018]4)然後將合金帶置於液氮中進行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫25分鐘；取出後於室溫條件下靜置I小時；然後置於450°C，保溫2-4小時，自然冷卻至室溫，即得到高飽和磁導率鈷基納米晶合金薄帶材料。
[0019]實施例二:
本發明鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料的製備方法包括以下步驟:該材料的組織特點為納米晶。
[0020]I)首先按照重量百分含量為:Sm 0.05% , Ga 0.05 % , B 9 % , Te 0.9%, S0.09%, Al 6%, Fe 4% , Si 1.9%，其餘為 Co 進行配料，原料 Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co的純度均大於99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將上述原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1530°C，得到母合金，然後將放入真空感應成型爐內的重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1530°C ;重熔管式坩堝內徑為14mm,高度為280mm，坩堝底部有1.5mm的通孔。重熔管式坩堝上部經閥門連接氮氣系統，氮氣系統的壓力為1.8個大氣壓；
3)重熔管式坩堝的底部置於成型爐轉輪輪緣之上4mm處；當母合金熔化後，重熔管式坩堝上部閥門打開，熔融母合金在氮氣壓迫下從坩堝底部通孔中噴向旋轉的成型爐轉輪輪緣，形成連續的合金帶；轉輪旋轉線速度為27m/s，所得合金帶的厚度為200-350 μ m,寬度為 3-5 mmη
[0021]4)然後將合金帶置於液氮中進行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫30分鐘；取出後於室溫條件下靜置2小時；然後置於480°C，保溫4小時，自然冷卻至室溫，即得到高飽和磁導率鈷基納米晶合金薄帶材料。
[0022]實施例三:
本發明鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料的製備方法包括以下步驟:該材料的組織特點為納米晶。
[0023]I)首先按照重 量百分含量為:Sm 0.03% , Ga 0.04 % , B 8 % , Te 0.7%, S0.07%, Al 5%, Fe 3% , Si 2%，其餘為 Co 進行配料，原料 Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co 的純度均大於99.9% ;B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入；
2)將上述原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1530°C，得到母合金，然後將放入真空感應成型爐內的重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1520°C ;重熔管式坩堝內徑為12mm,高度為260mm，坩堝底部有1.2mm的通孔。重熔管式坩堝上部經閥門連接氮氣系統，氮氣系統的壓力為1.6個大氣壓；
3)重熔管式坩堝的底部置於成型爐轉輪輪緣之上3mm處；當母合金熔化後，重熔管式坩堝上部閥門打開，熔融母合金在氮氣壓迫下從坩堝底部通孔中噴向旋轉的成型爐轉輪輪緣，形成連續的合金帶；轉輪旋轉線速度為26m/s，所得合金帶的厚度為200-350 μ m,寬度為 3-5 mmη
[0024]4)然後將合金帶置於液氮中進行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫30分鐘；取出後於室溫條件下靜置2小時；然後置於460°C，保溫3小時，自然冷卻至室溫，即得到高飽和磁導率鈷基納米晶合金薄帶材料。
[0025]實施例四:(成份配比不在本發明設計方案內)
鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料中各成份按重量百分含量:Sm 0.005 % , Ga0.005% ,B 5% , Te 0.4%，S 0.03%,Al 3%,Fe 0.6% , Si 1.2%，其餘為 Co 進行配料，其製備過程同實施例一。
[0026]實施例五:(成份配比不在本發明設計方案內)
鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料中各成份按重量百分含量:Sm 0.07 % , Ga
0.06% ,B 10% ,Te 1.1% ,S 0.1%, Al 8%, Fe 5% , Si 2.1 %，其餘為 Co 進行配料，其製備過程同實施例一。
[0027]表 I
【權利要求】
1.一種鈷基高飽和磁感應強度薄帶材料，其特徵是:該材料中各成分的重量百分含量為:Sm 0.01%~0.05%,Ga 0.01 %~0.05%，B 6%~9%,Te 0.5%~0.9%，S 0.05%~0.09%, Al 4%~6%，Fe 1%~4%，Si 1.4%~1.9%，其餘為 Co。
2.權利要求1所述材料的製備方法，其特徵是:該方法包括以下步驟: 1)首先按照上述成分進行配料，原料Sm、Ga、Te、S、Al、Fe、S1、Co的純度均大於99.9%；B以含B重量百分含量為24%的硼鐵合金形式加入； 2)將上述原料放入真空感應爐中熔煉，熔煉溫度為1520-1530°C，得到母合金，然後將放入真空感應成型爐內的重熔管式坩堝中進行重熔，重熔溫度為1510-1530°C ;重熔管式坩堝部設有通孔；重熔管式坩堝上部經閥門連接氮氣系統，氮氣系統的壓力為1.5-1.8個大氣壓; 3)重熔管式坩堝的底部置於成型爐轉輪輪緣之上；當母合金熔化後，重熔管式坩堝上部閥門打開，熔融母合金在氮氣壓迫下從坩堝底部通孔中噴向旋轉的成型爐轉輪輪緣，形成連續的合金帶； 4)然後將合金帶置於液氮中進行低溫處理，處理溫度為_196°C，保溫25-30分鐘；取出後於室溫條件下靜置1-2小時；然後置於450-480°C，保溫2_4小時，自然冷卻至室溫，即得到高飽和磁導率鈷基納米晶合金薄帶材料。
3.根據權利要求2所述材料的製備方法，其特徵是:步驟2)中重熔管式坩堝內徑為12-14mm，高度為250-280mm，坩堝底部設有孔徑為1-1.5mm的通孔。
4.根據權利要求2所述材料的製備方法，其特徵是:步驟3)中重熔管式坩堝的底部置於成型爐轉輪輪緣之上 2-4mm處。
5.根據權利要求2所述材料的製備方法，其特徵是:步驟3)中成型爐轉輪旋轉線速度為25~27m/s ;所得合金帶的厚度為200-350 μ m,寬度為3_5mm。
【文檔編號】C22C1/03GK103820679SQ201410075591
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2014年3月4日
【發明者】趙浩峰, 王玲, 陶昭靈, 鄭澤昌, 陸陽平, 何曉蕾, 潘子云, 徐小雪, 王賀強, 趙佳玉, 王冰, 邱奕婷, 宋超, 謝豔春 申請人:南京信息工程大學