專利名稱：一種高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料及制備方法。
背景技術(shù)：
200910096940. 4號(hào)申請(qǐng)公開一種鈷基塊體非晶合金，該合金的分子簡(jiǎn)式為CoaFebNbcB22. 4Si5. 6，并滿足 60 < a < 65，2 < b < 5，3 < c < 7。該發(fā)明還公開了該鈷基塊體非晶合金的制備方法。得到合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Is在O. IT以上，O. 8T以下；矯頑カHe在O. 8A/m以下，O. lA/m以上；有效磁導(dǎo)率，μ c (IKHz)在10000以上，60000以下。該合金存在的不足是有效磁導(dǎo)率還不夠高，含鈷量多
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)缺陷，提供高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料，該材料在保證較好的軟磁性能的條件下，減少了鈷的含量。本發(fā)明的另一目的是提供一種高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料制備方法，該制備方法エ藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適于エ業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料，該材料中各成分的重量百分含量為Fe18 % 22 %，Ν 30 % 35 %，Gd4 % 7 %，Ho O. 01 % O. 05 %，V O. I % O. 5 %，RuO. 01% O. 05%，A16% 9%，Pl% 3%，其余為 Co。該高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料的組織特點(diǎn)為亞微晶，亞微晶粒的尺寸為150_250nmo上述高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料的制備方法，具體步驟如下
(1)首先按照重量百分含量為Fe18% 22%，Ni30% 35%，Gd4% 7%，HoO. 01% O. 05%，V O. 1% O. 5%，RuO. 01% O. 05%，A16% 9%，P 1% 3%，其余為Co進(jìn)行配料，上述各原料中Fe ,Ni, Ho、V、Ru、Al、Co的純度均大于99. 9%，Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35% ；P以鐵磷中間合金的方式加入，鐵磷合金中，P的重量百分比為25% ；
(2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1510-1530°C，澆注冷卻后得到母合
金；
(3)然后將母合金放入重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1500-1510°C;所述重熔管式坩堝真空感應(yīng)成型爐內(nèi)，重熔管式坩堝的頂部置于真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下
2-4mm處，重熔管式坩堝內(nèi)放置ー個(gè)可上下移動(dòng)的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內(nèi)壁的間隙為O. 5-0. 9mm，所述母合金置于管式坩堝內(nèi)的耐火柱塞頂面熔化，并被轉(zhuǎn)輪輪緣拖拽形成合金絲；
(4)然后將合金絲置于300-350°C，保溫2-4小吋，即得到高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料。所述步驟3)中真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣的旋轉(zhuǎn)線速度為24 27m/s，所得合金絲的直徑為100-250 μ m。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果
本發(fā)明合金材料采用的Ho和Ru都可提高非晶形成能力。P也是提高非晶形成能力的ー種元素。因?yàn)镻價(jià)格比B低，可以降低合金成本，而且在制備過程中，由于P的熔點(diǎn)低，可以降低合金熔煉過程中能量損耗。合金材料成份中的P、Ho和Ru共同存在，可使團(tuán)簇中原子間相互作用強(qiáng)，貝順子擴(kuò)散便困難，因此提高材料非晶形成能力。合金材料中Al為晶粒形核提供位置。V提高非晶形成能力并阻礙晶粒長(zhǎng)大的過渡金屬。V、Ho和Ru結(jié)合可有效控制晶粒長(zhǎng)大。 合金材料中Co具有較好的軟磁性能，非晶的居里溫度隨著Co含量的増加而增大，高溫磁導(dǎo)率也隨Co含量增加而増大。V添加量合金的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能影響，可提高初始磁導(dǎo)率、減低低矯頑カ和降低鐵損。Gd和Ni可提高初始磁導(dǎo)率。Ni、Co、Gd和V結(jié)合強(qiáng)化了鐵磁性作用，有效提高了材料的有效磁導(dǎo)率和降低了合金的矯頑力。本發(fā)明合金在凝固中，采用快淬方式冷卻和合金化結(jié)合，可以有效減小合金中的相，保證化學(xué)成分的均勻分布，也保證了合金的磁性能。熱處理可降低快淬造成的內(nèi)應(yīng)力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
采用合理優(yōu)選的配比及非晶晶化法，制備出的鐵鈷鎳基微晶軟磁合金，具有矯頑カ低、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高的特點(diǎn)，并且軟磁性能優(yōu)異。本發(fā)明制備中，降低了貴重金屬鈷的含量，所取原料成本降低；另外合金經(jīng)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(zhì)量。該合金制備エ藝簡(jiǎn)便，過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)的合金具有良好的性能，非常便于エ業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的合金性能見表I。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I得到的材料的金相組織圖。由圖I中可以看出，本發(fā)明的高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料組織致密。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
本發(fā)明高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料的制備方法，具體步驟如下
(I)首先按照重量百分含量為Fe 18% ,Ni 30% ,Gd 4% , Ho O. 01%, V O. 1%, Ru0.01%, Al 6%，Pl %，其余為Co進(jìn)行配料，上述各原料中Fe ,Ni, Ho、V、Ru、Al、Co的純度均大于99. 9%,Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35% ；P以鐵磷中間合金的方式加入，鐵磷合金中P的重量百分比為25%。(2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1520°C，澆注冷卻后得到母合金；
(3)然后將母合金放入重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔,重熔溫度為1505°C ;所述重熔管式
坩堝真空感應(yīng)成型爐內(nèi)，重熔管式坩堝的頂部置于真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下3_處，重熔管式坩堝內(nèi)放置ー個(gè)可上下移動(dòng)的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內(nèi)壁的間隙為
O.6_，所述母合金置于管式坩堝內(nèi)的耐火柱塞頂面熔化，合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，熔融金屬熔潭被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪邊緣拖拽形成合金絲，上下移動(dòng)的ー個(gè)耐火柱塞上行時(shí)將熔融合金液不斷提供給旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪形成連續(xù)的合金絲；真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣的旋轉(zhuǎn)線速度為25m/s，所得合金絲的直徑為100-250 μ m。(4)然后將合金絲置于330°C，保溫3小吋，即得到高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料。實(shí)施例ニ
高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料合金成分重量百分比為Fe 22% ,Ni 35% ,Gd7% , Ho O. 05%,V O. 5%,Ru O. 05%,Al 9%,P 3%，其余為 Co。其制備過程同實(shí)施例一。
實(shí)施例三
高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料合金成分重量百分比為Fe 20 % , Ni33% ,Gd6%，Ho O. 04%, V O. 3%, Ru O. 03%, Al 7%, P 2%，其余為 Co。其制備過程同
實(shí)施例一。實(shí)施例四(成分配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)比例范圍內(nèi))
高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料合金成分重量百分比為Fe 15% ,Ni 27% ,Gd3%，Ho O. 005%, V O. 05%, Ru O. 005%, Al 4%, P O. 5%，其余為 Co。其制備過程同實(shí)施例一。實(shí)施例五(成分配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)比例范圍內(nèi))
高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料合金成分重量百分比為Fe 25% ,Ni37% ,Gd8%，Ho O. 06%, V O. 6%, Ru O. 06%, Al 10%, P 4%，其余為 Co。其制備過程同實(shí)施例
O實(shí)施例一至五得到的合金絲材料分別對(duì)應(yīng)合金材料一至五,性能見下表
表I
權(quán)利要求
1.一種高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料，其特征是該材料中各成分的重量百分含量為Fe 18% 22%，Ni30% 35%，Gd4% 7%，Ho O. 01% O. 05%，V 0.1% O.5%, RuO. 01% O. 05%，A16% 9%，Pl% 3%，其余為 Co。
2.一種高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料的制備方法，其特征是(1)首先按照重量百分含量Fe18% 22%，Ni30% 35%，Gd4% 7%，HoO.01% O. 05%，V O. 1% O. 5%，RuO. 01% O. 05%，A16% 9%，P 1% 3%，其余為Co進(jìn)行配料，上述各原料中Fe ,Ni, Ho、V、Ru、Al、Co的純度均大于99. 9%，Gd以鐵釓中間合金的方式加入，鐵釓合金中Gd的重量百分比為35% ；P以鐵磷中間合金的方式加入，鐵磷合金中P的重量百分比為25% ；(2)將原料放入真空感應(yīng)爐中熔煉，熔煉溫度為1510-1530°C，澆注冷卻后得到母合金；(3)然后將母合金放入重熔管式坩堝中進(jìn)行重熔，重熔溫度為1500-1510°C;所述重熔管式坩堝真空感應(yīng)成型爐內(nèi)，重熔管式坩堝的頂部置于真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下2-4mm處，重熔管式坩堝內(nèi)放置ー個(gè)可上下移動(dòng)的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩堝內(nèi)壁的間隙為O. 5-0. 9mm，所述母合金置于管式坩堝內(nèi)的耐火柱塞頂面熔化，并被轉(zhuǎn)輪輪緣拖拽形成合金絲；(4)然后將合金絲置于300-350°C，保溫2-4小吋，即得到高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料的制備方法，其特征是所述步驟3)中真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣的旋轉(zhuǎn)線速度為24 27m/s，所得合金絲的直徑為100-250 μ mD
全文摘要
本發(fā)明提供高有效磁導(dǎo)率鈷鎳基微晶磁性材料及其制備方法，該材料在保證較好的軟磁性能的條件下，減少了鈷的含量。該制備方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。該材料各成分的重量百分含量為Fe18％～22％,Ni30％～35％,Gd4％～7％,Ho0.01％～0.05％，V0.1％～0.5％，Ru0.01％～0.05％，Al6％～9％，P1％～3％，其余為Co。
文檔編號(hào)C22C30/00GK102832006SQ20121034838
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者趙浩峰, 王玲, 蔣曉龍, 邱奕婷, 張?jiān)? 林瑩瑩, 鄭澤昌, 張金花, 劉光宇, 陸陽平 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)