專利名稱：一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬軟磁材料的制造領(lǐng)域，特別涉及一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
軟磁材料因具有磁電轉(zhuǎn)換及儲能濾波的特殊功能而被廣泛使用在各種電路設(shè)計中，近年來，各種電子產(chǎn)品向著“高頻率、低能耗、高精度、高靈敏、大容量和小型化”的方向發(fā)展，成分為9. 1-9. 8%Si、5. 0-6. 0%A1、余量為！^的鐵硅鋁軟磁材料具有高飽和磁感、高導(dǎo)磁率、良好的直流重疊特性、高頻損耗低(降低器件溫升)、良好的溫度穩(wěn)定性、優(yōu)良的綜合磁性能和較好的性價比，正是實現(xiàn)上述要求的理想軟磁材料。但是，鐵硅鋁合金具有硬度大而脆的物理特性而不能軋制成帶材，也不能制成非晶材料而得到應(yīng)用，解決的辦法是先將合金制成粉末，再將粉末模壓成各種用途的磁器件。目前，制造鐵硅鋁粉末的工藝中一般采用冶煉、鑄錠、粉碎的制造方法，中國專利ZL03114866. 2和ZL200410061336. 5提出采用真空感應(yīng)爐冶煉鐵硅鋁合金。中國專利 03114866. 2提出了一種鐵硅鋁合金粉芯的制造方法，其鐵硅鋁合金粉末的制造工藝為鐵硅鋁合金的冶煉一鐵硅鋁合金鑄錠的粗破碎一熱處理一細破碎成鐵硅鋁合金粉末一退火熱處理。中國專利200610124813. 7提出了真空感應(yīng)爐冶煉添加少量錳、鈦元素的特定成分的鐵硅鋁合金。中國專利201010209014. 6報道了添加少量稀土元素鈰或鑭軟磁鐵硅鋁合金磁粉芯的制作方法將工業(yè)純鐵、多晶硅、純鋁、鈰鐵合金或鑭鐵合金投入真空感應(yīng)爐進行冶煉，將合金鑄錠用機械破碎成粉末，再經(jīng)保護氣氛高溫熱處理?，F(xiàn)有的鐵硅鋁合金制造工藝存在以下缺點現(xiàn)有的澆鑄都是澆入鑄錠模具里，由于澆鑄的溫度高達1400° C，造成鑄錠模易變形、易損壞；冶煉、鑄錠后再機械破碎成粉末， 鑄錠的大小影響著磁粉的加工難度、加工時間，鑄錠過大會導(dǎo)致冷卻時間增長、對粉碎加工設(shè)備加工能力要求增大、粉碎加工時間增長；鑄錠過小會導(dǎo)致所需模具數(shù)量多，加工成本增加；現(xiàn)有的冶煉多采用真空感應(yīng)爐熔煉，成本高、熔煉耗電量大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝及系統(tǒng)，解決目前的鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄裝置加工難度大、冷卻耗時長、模具易損壞變形的問題。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝，它包括以下步驟
A、配料將原料按照重量比進行稱重配料，各原料重量比為工業(yè)純鐵為83.0% 86. 0%，多晶硅為8. 5 9. 8%或含硅為30 60%的硅鐵合金折算成硅為8. 5 9. 8%，電解鋁為5. 0 6. 5% ；
B、熔煉將配好的原料加入非真空感應(yīng)爐，待熔化形成合金鋼水后，加入不超過m的脫氧劑造渣，調(diào)節(jié)鋼水溫度為1300 1450° C，熔煉成組分均勻的Fe Si Al三元合金鋼水；
C、澆鑄將鋼水按5 50公斤/分鐘的出鋼速度澆入盛有高純水的容器里，經(jīng)過水淬后便形成形狀各異的細碎合金；
D、干燥將容器里的細碎合金收集后裝入干燥箱干燥脫水。所述的盛有高純水的容器里含有適量的防氧化劑。一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，它包括非真空感應(yīng)爐、容器和干燥箱， 容器由從其底部周邊延伸至邊緣的連續(xù)側(cè)壁形成，容器位于非真空感應(yīng)爐出鋼口的下方。所述的非真空感應(yīng)爐為非真空中頻感應(yīng)爐或非真空高頻感應(yīng)爐。所述的非真空感應(yīng)爐的爐體外設(shè)有感應(yīng)線圈。所述的非真空感應(yīng)爐的額定容量不小于lOOKg。所述的容器容積不少于2m3。所述的容器為內(nèi)徑不小于500mm的圓柱形筒體。所述的容器為長寬=1 1. 5:1、長不小于500mm的長方體形筒體。所述的干燥箱為電烤箱或鼓風干燥設(shè)備。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明采用非真空感應(yīng)爐熔煉，減少了設(shè)備投資和熔煉耗電，與真空熔煉相比，具有操作簡便、生產(chǎn)周期短、單爐產(chǎn)量大等優(yōu)勢；與現(xiàn)有的熔煉、鑄錠、機械粉碎工藝相比，鋼水澆入水里，直接形成細小的合金，減少了采用鑄錠方法時的人工錘擊和鄂式破碎工序，從而減少了人工成本和加工時間；現(xiàn)有的澆鑄都是澆入鑄錠模具里，由于澆鑄的溫度高達 1400°C，造成鑄錠模易變形、易損壞，本發(fā)明不需要模具，從而節(jié)約了成本；本發(fā)明產(chǎn)品收得率高，降低了損耗；本發(fā)明的水淬增加了合金的脆性，提高了粉碎效率。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中，1-非真空感應(yīng)爐，2-容器，3-底部，4-邊緣，5-側(cè)壁，6-出鋼口，7-干燥箱，8-感應(yīng)線圈。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的描述
實施例1 結(jié)合圖1來說明本實施例，一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，它包括非真空感應(yīng)爐1、容器2、干燥箱7，容器2由從其底部3周邊延伸至邊緣4的連續(xù)側(cè)壁5形成，容器2位于非真空感應(yīng)爐1出鋼口 6的下方，非真空感應(yīng)爐1為非真空中頻感應(yīng)爐，非真空感應(yīng)爐1的爐體外設(shè)有感應(yīng)線圈8。非真空感應(yīng)爐1的額定容量為lOOKg，容器2為內(nèi)徑900mm、高2000mm的圓柱形筒體，干燥箱7為電烤箱。分別按重量百分比79%，16. 3%，4. 7%將工業(yè)純鐵、含硅為60%的硅鐵合金及純鋁 (即各原料重量比為工業(yè)純鐵為84. 5%，硅為9. 8%，純鋁為5. 0%)稱重后加入非真空中頻感應(yīng)爐，待熔化形成合金鋼水后，加入0. 3%的脫氧劑，控制鋼水溫度為1300° C ；將上述鋼水按5公斤/分鐘的速度澆入含有防氧化劑的裝滿高純水的容器里；鋼水澆完后，收集合金；將上述收集的合金裝入干燥箱在100° C干燥脫水1小時。
對制得的鐵硅鋁合金做分析檢測，數(shù)據(jù)如下 合金化學成分
元素SiAlCP0Fewt%9. 525. 580. 0450. 0230. 08余量
收得率與粒徑
投入ag)產(chǎn)出ag)收得率(％)粒徑(mm)10098. 298. 21—50
實施例2 結(jié)合圖1來說明本實施例，一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，它包括非真空感應(yīng)爐1、容器2、干燥箱7，容器2由從其底部3周邊延伸至邊緣4的連續(xù)側(cè)壁5形成，容器2位于非真空感應(yīng)爐1出鋼口 6的下方，非真空感應(yīng)爐1為非真空高頻感應(yīng)爐，非真空感應(yīng)爐1的爐體外設(shè)有感應(yīng)線圈8，非真空感應(yīng)爐1的額定容量為500Kg，容器2為長 1000mm、寬950mm、高3500mm的長方體形筒體，干燥箱7為鼓風干燥設(shè)備。分別按重量百分比86%，8. 5%, 5. 5%將工業(yè)純鐵、多晶硅及純鋁稱重后加入非真空高頻感應(yīng)爐，待熔化形成合金鋼水后，加入0. 25%的脫氧劑，控制鋼水溫度為1400° C ；將上述鋼水按50公斤/分鐘的速度澆入含有防氧化劑的裝滿高純水的容器里；鋼水澆完后，收集合金；將上述收集的合金裝入干燥箱干燥脫水1小時。對制得的鐵硅鋁合金做分析檢測，數(shù)據(jù)如下 合金化學成分
元素SiAlCP0FeWt%9. 485. 390. 0560. 0370. 06余量
收得率與粒徑
投入ag)產(chǎn)出ag)收得率(％)粒徑(mm)49048398. 571—50
實施例3 結(jié)合圖1來說明本實施例，一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，它包括非真空感應(yīng)爐1、容器2、干燥箱7，容器2由從其底部3周邊延伸至邊緣4的連續(xù)側(cè)壁5形成，容器2位于非真空感應(yīng)爐1出鋼口 6的下方，非真空感應(yīng)爐1為非真空中頻感應(yīng)爐，非真空感應(yīng)爐1的爐體外設(shè)有感應(yīng)線圈8，非真空感應(yīng)爐1的額定容量為150Kg，容器2為長 800mm、寬700mm、高2500mm的長方體形筒體，干燥箱7為電烤箱。分別按重量百分比83%，9. 5%, 6. 5%將工業(yè)純鐵、多晶硅及純鋁稱重后加入非真空中頻感應(yīng)爐，待熔化形成合金鋼水后，加入0. 6%的硅鐵合金(含Si60%)脫氧，控制鋼水溫度為1450° C ；將上述鋼水按15公斤/分鐘的速度澆入含有防氧化劑的裝滿高純水的容器里；鋼水澆完后，收集合金；將上述收集的合金裝入干燥設(shè)備干燥脫水1小時。對制得的鐵硅鋁合金做分析檢測，數(shù)據(jù)如下 合金化學成分
元素SiAlCP0FeWt%9. 585. 510. 0560. 0320. 059余量
收得率與粒徑
投入ag)產(chǎn)出ag)收得率(％)粒徑(mm)140136. 597. 51—50
權(quán)利要求
1.一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝，其特征在于它包括以下步驟A、配料將原料按照重量比進行稱重配料，各原料重量比為工業(yè)純鐵為83.0 86. 0%，多晶硅為8. 5 9. 8%或含硅為30 60%的硅鐵合金折算成硅為8. 5 9. 8%，電解鋁為5. 0 6. 5% ；B、熔煉將配好的原料加入非真空感應(yīng)爐(1)，待熔化形成合金鋼水后，調(diào)節(jié)鋼水溫度為1300 1450° C，熔煉成組分均勻的!^e Si Al三元合金鋼水；C、澆鑄將鋼水按5 50公斤/分鐘的出鋼速度澆入盛有高純水的容器(2)里，經(jīng)過水淬后便形成形狀各異的細碎合金；D、干燥將容器里的細碎合金收集后裝入干燥箱(7)干燥脫水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝，其特征在于所述的盛有高純水的容器(2)里含有適量的防氧化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，其特征在于它包括非真空感應(yīng)爐(1)、容器(2)和干燥箱，容器(2)由從其底部(3)周邊延伸至邊緣(4)的連續(xù)側(cè)壁(5)形成，容器(2)位于非真空感應(yīng)爐(1)出鋼口(6)的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，其特征在于所述的非真空感應(yīng)爐(1)為非真空中頻感應(yīng)爐或非真空高頻感應(yīng)爐。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，其特征在于所述的非真空感應(yīng)爐(1)的爐體外設(shè)有感應(yīng)線圈(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，其特征在于所述的非真空感應(yīng)爐(1)的額定容量不小于lOOKg。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，其特征在于所述的容器(2)容積不少于2m3。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，其特征在于所述的容器(2)為內(nèi)徑不少于500mm的圓柱形筒體。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，其特征在于所述的容器(2)為長寬=1 1.5:1、長不小于500mm的長方體形筒體。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，其特征在于所述的干燥箱(7)為電烤箱或干燥設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝及系統(tǒng)，屬于金屬軟磁材料的制造領(lǐng)域。一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝，它包括以下步驟A、配料將原料按重量比例稱重配料；B、熔煉將物料加入非真空感應(yīng)爐(1)熔煉為鋼水；C、澆鑄將鋼水注入盛有高純水的容器(2)內(nèi)，得到細碎合金；D、干燥將合金干燥脫水。一種鐵硅鋁合金的熔煉、澆鑄工藝的系統(tǒng)，它包括非真空感應(yīng)爐(1)、容器(2)和干燥箱(7)。本發(fā)明有益效果在于減少了鑄錠方法中人工錘擊和鄂式破碎工序，從而減少了人工成本和加工時間；操作簡便、生產(chǎn)周期短、單爐產(chǎn)量大；不需要模具，從而節(jié)約了成本；產(chǎn)品收得率高；水淬增加了合金的脆性，粉碎效率提高。
文檔編號C22C33/04GK102277526SQ20111023933
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月20日
發(fā)明者陳登剛 申請人:成都晶品科技有限責任公司