CN107437446A - 一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，包括以下步骤：将磁性材料制备原料硅、硼、碳、铬、铝、锰、铁按照配比称量投入到中频感应熔炼炉中，抽真空然后加热磁性材料制备原料至1350～1450℃充分熔融混合，冷却制得磁性材料合金母锭；将磁性材料合金母锭投入中频感应熔炼炉中，加热至1350～1400℃，将熔融的合金液浇注在快淬单辊上，制得铁硅硼合金磁性带材；将铁硅硼合金磁性带材卷绕成圆环状，然后放置在密闭热处理炉中，对密闭热处理炉进行抽真空，然后使密闭热处理炉内部温度升温至430～450℃，维持2.0～2.5小时，然后降温冷却即可。本发明制备获得的非晶合金磁性材料具有较好的性能，且原料成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种非晶合金材料制备工艺技术领域，特别是一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺。
背景技术
现有技术中的非晶合金体系主要包括：钯基非晶合金系、锆基非晶合金系、镁基非晶合金系、锌基非晶合金系、铝基非晶合金系、钴基非晶合金系、铁基非晶合金系、铜基非晶合金系、镧系元素基非晶合金系等。其中以铁基非晶合金系应用较为广泛，因为合金主要成分铁具有应用成熟、资源丰富、采购成本低的优点，且铁基非晶合金系具备高强度、高硬度、耐腐蚀和较好的软磁性能。
现有技术中的非晶合金磁性材料中大多含有钴、钒、钇、钼、镓等价格较高的金属元素，从而增加了非晶合金磁性材料的生产成本，不利于非晶合金磁性材料的推广应用。有必要开发一种主要成分均为常见低成本原料的合金磁性材料制备工艺，以克服上述不足。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，制备获得的非晶合金磁性材料具有较好的性能，且原料成本低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将磁性材料制备原料按照以下元素质量百分比的配比称量投料：硅元素16%～18%、硼元素8%～11%、碳元素2.0%～2.5%、铬元素1.7%～2.1%、铝元素1.5%～1.8%、锰元素0.5%～0.8%、余量的铁元素；
步骤二、将步骤一称量的磁性材料制备原料投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中，然后对中频感应熔炼炉中抽真空，然后加热磁性材料制备原料至1350～1450℃，使磁性材料制备原料充分熔融混合，然后再继续熔炼5～10分钟，冷却制得磁性材料合金母锭；
步骤三、将步骤二制得的磁性材料合金母锭投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中，然后对中频感应熔炼炉中抽真空，然后加热磁性材料合金母锭至1350～1400℃，待磁性材料合金母锭完全熔融后，将熔融的合金液浇注在快淬单辊上，制得铁硅硼合金磁性带材；
步骤四、将步骤三制得的铁硅硼合金磁性带材卷绕成圆环状，然后放置在密闭热处理炉中，对密闭热处理炉进行抽真空，然后使密闭热处理炉内部温度升温至430～450℃，然后维持温度加热2.0～2.5小时，然后降温冷却取出即可。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤三中，快淬单辊的表面线速度为每秒42～45米，调节熔融合金液的浇注速率使制得的铁硅硼合金磁性带材厚度为35～50微米，制得的铁硅硼合金磁性带材宽度为5～20毫米。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤三中，在将熔融合金液浇注到快淬单辊表面的同时，对快淬单辊接触熔融合金液的位置进行吹气，所吹气体为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且一氧化碳在混合气体中的提及占比为3%～5%，吹气的风速为1.5～2.0 m/s。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤一中，磁性材料制备原料按照以下元素质量百分比的配比称量投料：硅元素16%、硼元素11%、碳元素2.2%、铬元素1.9%、铝元素1.7%、锰元素0.6%、余量的铁元素。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，制备获得的非晶合金磁性材料具有较好的性能，饱和磁化强度为95～116 emu/g，矫顽力为0.25～0.38 Oe；且等原料均为常见低成本原料，具有生产成本低的优点。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来进一步详细说明本发明的技术内容。
具体实施例1
本实施例所提供的一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将磁性材料制备原料按照以下元素质量百分比的配比称量投料：硅元素16%、硼元素11%、碳元素2.2%、铬元素1.9%、铝元素1.7%、锰元素0.6%、余量的铁元素。
步骤二、将步骤一称量的磁性材料制备原料投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中，然后对中频感应熔炼炉中抽真空，然后加热磁性材料制备原料至1350～1450℃，使磁性材料制备原料充分熔融混合，然后再继续熔炼5～10分钟，冷却制得磁性材料合金母锭。
步骤三、将步骤二制得的磁性材料合金母锭投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中，然后对中频感应熔炼炉中抽真空，然后加热磁性材料合金母锭至1350～1400℃，待磁性材料合金母锭完全熔融后，将熔融的合金液浇注在快淬单辊上，制得铁硅硼合金磁性带材。
步骤四、将步骤三制得的铁硅硼合金磁性带材卷绕成圆环状，然后放置在密闭热处理炉中，对密闭热处理炉进行抽真空，然后使密闭热处理炉内部温度升温至430～450℃，然后维持温度加热2.0～2.5小时，然后降温冷却取出即可；快淬单辊的表面线速度为每秒42～45米，调节熔融合金液的浇注速率使制得的铁硅硼合金磁性带材厚度为35微米，制得的铁硅硼合金磁性带材宽度为10毫米。在将熔融合金液浇注到快淬单辊表面的同时，对快淬单辊接触熔融合金液的位置进行吹气，所吹气体为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且一氧化碳在混合气体中的提及占比为3%～5%，吹气的风速为1.5～2.0 m/s。
本实施例所制备的铁硅硼合金磁性带材，饱和磁化强度为116 emu/g，矫顽力为0.25 Oe。
具体实施例2
本实施例所提供的一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，具体步骤与具体实施例1相同，不同之处在于：
在步骤一中，磁性材料制备原料按照以下元素质量百分比的配比称量投料：硅元素18%、硼元素8%、碳元素2.0%、铬元素2.1%、铝元素1.8%、锰元素0.8%、余量的铁元素。
在步骤三中，调节熔融合金液的浇注速率使制得的铁硅硼合金磁性带材厚度为40微米，制得的铁硅硼合金磁性带材宽度为5毫米。
本实施例所制备的铁硅硼合金磁性带材，饱和磁化强度为108 emu/g，矫顽力为0.38 Oe。
具体实施例3
本实施例所提供的一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，具体步骤与具体实施例1相同，不同之处在于：
在步骤一中，磁性材料制备原料按照以下元素质量百分比的配比称量投料：硅元素17%、硼元素10%、碳元素2.5%、铬元素1.7%、铝元素1.5%、锰元素0.5%、余量的铁元素。
在步骤三中，调节熔融合金液的浇注速率使制得的铁硅硼合金磁性带材厚度为50微米，制得的铁硅硼合金磁性带材宽度为20毫米。
本实施例所制备的铁硅硼合金磁性带材，饱和磁化强度为95 emu/g，矫顽力为0.33 Oe。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将磁性材料制备原料按照以下元素质量百分比的配比称量投料：硅元素16%～18%、硼元素8%～11%、碳元素2.0%～2.5%、铬元素1.7%～2.1%、铝元素1.5%～1.8%、锰元素0.5%～0.8%、余量的铁元素；
步骤二、将步骤一称量的磁性材料制备原料投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中，然后对中频感应熔炼炉中抽真空，然后加热磁性材料制备原料至1350～1450℃，使磁性材料制备原料充分熔融混合，然后再继续熔炼5～10分钟，冷却制得磁性材料合金母锭；
步骤三、将步骤二制得的磁性材料合金母锭投入到具有气密性的中频感应熔炼炉中，然后对中频感应熔炼炉中抽真空，然后加热磁性材料合金母锭至1350～1400℃，待磁性材料合金母锭完全熔融后，将熔融的合金液浇注在快淬单辊上，制得铁硅硼合金磁性带材；
步骤四、将步骤三制得的铁硅硼合金磁性带材卷绕成圆环状，然后放置在密闭热处理炉中，对密闭热处理炉进行抽真空，然后使密闭热处理炉内部温度升温至430～450℃，然后维持温度加热2.0～2.5小时，然后降温冷却取出即可。
2.根据权利要求1所述的一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，其特征在于：在步骤三中，快淬单辊的表面线速度为每秒42～45米，调节熔融合金液的浇注速率使制得的铁硅硼合金磁性带材厚度为35～50微米，制得的铁硅硼合金磁性带材宽度为5～20毫米。
3.根据权利要求1所述的一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，其特征在于：在步骤三中，在将熔融合金液浇注到快淬单辊表面的同时，对快淬单辊接触熔融合金液的位置进行吹气，所吹气体为一氧化碳和二氧化碳的混合气体，且一氧化碳在混合气体中的提及占比为3%～5%，吹气的风速为1.5～2.0 m/s。
4.根据权利要求1所述的一种铁硅硼合金磁性材料制备工艺，其特征在于：在步骤一中，磁性材料制备原料按照以下元素质量百分比的配比称量投料：硅元素16%、硼元素11%、碳元素2.2%、铬元素1.9%、铝元素1.7%、锰元素0.6%、余量的铁元素。
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