專利名稱：高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Fe-Si合金薄帶的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Fe-Si合金薄帶的制備方法， 一種不同于軋制 及后續(xù)熱處理復(fù)雜過程的新制備方法，并且提高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
Fe-Si合金是一種軟磁材料，是工業(yè)用硅鋼的基本組成部分。除對(duì)其它參數(shù)的要 求之外，希望其具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，目的是節(jié)省資源，便于短小輕薄，可迅速 對(duì)外磁場(chǎng)極性的反轉(zhuǎn)做出響應(yīng)，以應(yīng)用于中小功率電源變壓器。
為提高磁導(dǎo)率，常采用軋制的方法制備硅鋼，以產(chǎn)生沿易磁化方向的特定晶向的 織構(gòu)。常見的具有特定晶向的Fe-Si合金的組織為高斯織構(gòu)和立方織構(gòu)高斯織構(gòu)是 由{110}面平行于軋制面且具有<100〉晶向的晶粒組成，而立方織構(gòu)是由{100}面平行 于軋制面的具有〈100〉晶向的晶粒組成。另外，高的含硅量可以增加電阻率，降低磁 滯損耗。因此，增加硅的含量是提高硅鋼材料磁性能的基本要求。但硅的加入有兩個(gè) 缺點(diǎn) 一是增大材料的脆性。由于采用軋制方法，要求合金要有一定的韌性，而高的 含硅量雖然會(huì)減少磁損，但脆性的增加，不利于軋制的進(jìn)行，因此采用軋制方法時(shí)硅 的含量上限一般是5 wt%; 二是第二相非鐵磁性元素的加入勢(shì)必導(dǎo)致飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 的降低。常規(guī)3wt。/nSi硅鋼的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度約2T (特斯拉)左右。因此，尋求一種 既保持晶粒具有一定的取向性，又能增加飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的制備方法是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題
為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Fe-Si合金薄 帶的制備方法，可以提高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。技術(shù)方案
本發(fā)明的思想在于鐵的晶體點(diǎn)陣為立方結(jié)構(gòu)，其擇優(yōu)生長(zhǎng)方向?yàn)椤?00〉方向。 如果以凝固過程中施加一定的外部散熱方向，則在加入少量硅的情狀下形成固溶體仍 舊沿〈100〉方向生長(zhǎng)，這樣可以避免采用軋制來獲得一定的晶向，而且可以讓硅的含 量超過5討％。因此，可以采用一定的簡(jiǎn)單技術(shù)，實(shí)現(xiàn)Fe-Si材料的制備。
本發(fā)明的技術(shù)特征在于制備步驟如下
(1) 合金熔配采用99.8%純鐵和99.99%純Si在有惰性氣體保護(hù)下熔配合金；
(2) 制備前加熱將熔配合金在有惰性氣體氣氛環(huán)境下，在底部帶小孔的石英試管
內(nèi)采用高頻加熱到到熔化并保溫；
(3) 合金制備將熔融金屬用惰性氣流吹出試管，下滴到高速旋轉(zhuǎn)的銅制單輥上，
制備出合金薄帶。
所述的合金的含Si量在2 6.5wt。/。范圍內(nèi)。 所述的石英試管底部小孔的直徑范圍在0.4-0.8毫米之間。 所述的銅制單輥的直徑為120毫米。
所述高速旋轉(zhuǎn)的銅制單輥表面線速度范圍在20~52米/秒之間。 采用上述方法制備的薄帶合金，其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)2 2.4T，提高8~15%。 有益效果
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有由于利用了鐵硅固溶體具有沿<001>方向優(yōu)生長(zhǎng)的特點(diǎn)及單輥 快速凝固具有較強(qiáng)的定向生長(zhǎng)能力，獲得了特定晶向的凝固組織，因此制備方法簡(jiǎn)單， 避免了復(fù)雜的軋制及熱處理過程；將快速凝固與定向生長(zhǎng)結(jié)合于同一過程，提高了飽 和磁感應(yīng)強(qiáng)度。


圖1:線輥速度為20米/秒時(shí)的合金初始磁化曲線 圖2:線輥速度為50米/秒時(shí)的合金初始磁化曲線
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述-實(shí)施例l:
1) 將Fe-2 wt%Si合金、Fe-4 wt%Si合金和Fe-6.5wt%Si三種合金熔配；
2) 將熔配好的合金在石英試管內(nèi)加熱到熔化并保溫2分鐘；
3) 在單輥線輥速度為20米/秒的情況下，將熔體下滴獲得合金薄帶；
4) 采用LakeShore 735VSM振動(dòng)磁強(qiáng)儀測(cè)量平行于薄帶表面的初始磁化曲線如 圖1所示。
實(shí)施例2:
1) 將熔配Fe-2 wt%Si合金、Fe-4 wt。/。Si合金和Fe-6.5wt%Si三種合金熔配；
2) 將熔配好的合金在石英試管內(nèi)加熱到熔化并保溫2分鐘；
3) 在單輥線輥速度為50米/秒的情況下，將熔體下滴獲得合金薄帶；
4) 采用LakeShore 735VSM振動(dòng)磁強(qiáng)儀測(cè)量平行于薄帶表面的初始磁化曲線如 圖2所示。
權(quán)利要求
1. 一種高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Fe-Si合金薄帶的制備方法，其特征在于制備步驟如下(1)合金熔配采用99.8％純鐵和99.99％純Si在有惰性氣體保護(hù)下熔配合金；(2)制備前加熱將熔配合金在有惰性氣體氣氛環(huán)境下，在底部帶小孔的石英試管內(nèi)采用高頻加熱到到熔化并保溫；(3)合金制備將熔融金屬用惰性氣流吹出試管，下滴到高速旋轉(zhuǎn)的銅制單輥上，制備出合金薄帶。
2..根據(jù)權(quán)利要求1所述的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Fe-Si合金薄帶的制備方法，其特征在 于所述的合金的含Si量在2 6.5wt。/。范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Fe-Si合金薄帶的制備方法，其特征在 于所述的石英試管底部小孔的直徑范圍在0.4 0.8毫米之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Fe-Si合金薄帶的制備方法，其特征在 于所述的銅制單輥的直徑為120毫米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Fe-Si合金薄帶的制備方法，其特征在 于所述高速旋轉(zhuǎn)的銅制單輥表面線速度范圍在20 52米/秒之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Fe-Si合金薄帶的制備方法，技術(shù)特征在于采用99.8％純鐵和99.99％純Si在有惰性氣體保護(hù)下熔配合金，將熔配合金在有惰性氣體氣氛環(huán)境下，在底部帶小孔的石英試管內(nèi)采用高頻加熱到到熔化并保溫；將熔融金屬用惰性氣流吹出試管，下滴到高速旋轉(zhuǎn)的銅制單輥上，制備出合金薄帶。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有由于利用了鐵硅固溶體具有沿<001>方向優(yōu)生長(zhǎng)的特點(diǎn)及單輥快速凝固具有較強(qiáng)的定向生長(zhǎng)能力，獲得了特定晶向的凝固組織，因此制備方法簡(jiǎn)單，避免了復(fù)雜的軋制及熱處理過程；將快速凝固與定向生長(zhǎng)結(jié)合于同一過程，提高了飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B22F9/08GK101456076SQ200710199219
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者姚文靜, 楠 王 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)