一種耐高溫的鎳鈷基軟磁材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐高溫的鎳鈷基軟磁材料的制備方法，其中該軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成：Ni(100-a-b-c-d-e)CoaSibWcYdPe，其中：a=22-31，b=3-5，c=6-8，d=1-2，e=2-4，該方法包括如下步驟：（1）熔鑄母合金，（2）制備非合金帶，（3）制備軟磁材料產(chǎn)品。本發(fā)明制備的軟磁材料，采用鎳鈷為主體材料以提高導(dǎo)磁率，適當(dāng)添加硅鎢磷元素，以改善材料的抗磁飽和能力，最后添加稀土元素Y對材料進(jìn)行改性，以提高材料的耐高溫性能。
【專利說明】 一種耐高溫的鎳鈷基軟磁材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉一種耐高溫的鎳鈷基軟磁材料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]軟磁材料是開發(fā)最早，種類最多的一類磁性功能材料，要求具有低矯頑力，高磁導(dǎo)率，高飽和磁化強(qiáng)度和低鐵損等磁性能，在電工設(shè)備和電子設(shè)備中具有廣泛的應(yīng)用。對納米晶軟磁材料研宄始于1988年。納米晶軟磁材料是一類新型軟磁材料，它是由非晶基體及分布在非晶基體上的納米級細(xì)小晶粒組成，可以由非晶合金部分晶化得到的。
[0003]鐵基非晶納米晶合金是在非晶合金基礎(chǔ)之上通過晶化處理開發(fā)出的新型納米晶軟磁合金，現(xiàn)已形成鐵硅硼鈮銅系、鐵鈮(鉭或鉿)硼、鐵鈷鈮(鉭或鉿)硼銅等幾大系列。此類合金的突出優(yōu)點(diǎn)在于兼?zhèn)淞髓F基非晶合金的高磁感和鈷基非晶合金的高磁導(dǎo)率、低鐵損。但是目前市場成熟的產(chǎn)品鐵硅硼鈮銅系合金的飽和磁感相對較低。鎳基非晶軟磁材料具有較高的磁導(dǎo)率以及較高的飽和磁感。目前鎳基材料的主要成分為鐵、鎳、鉬和硼，通過冶煉和噴帶的方式制備成非晶帶材，然后卷繞成鐵芯。該種鎳基材料的缺點(diǎn)在于在高溫環(huán)境下使用時(shí)，磁性能，尤其是飽和磁感下降很快。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種耐高溫的鎳鈷基軟磁材料的制備方法，該方法制備的磁性材料具有尚磁導(dǎo)率和耐尚溫等特點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種耐高溫的鎳鈷基軟磁材料的制備方法，其中該軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成CoaSibWcTdPe,其中:a=22-31，b=3-5，c=6-8，d=l-2，e=2_4，該方法包括如下步驟:
(1)熔鑄母合金
將純度大于 99.9% 的原料 N1、Co、S1、W、Y、P，按 Ni__a_b_e_d_e)C0aSibWeYdPe合金成分以原子百分比稱量并配料，釔以鈷釔合金的方式加入；將冶煉爐預(yù)熱后，加入鎳，加熱至鎳完全熔化并沸騰10-15分鐘后，加入鈷釔合金，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰15-20分鐘后，將硅、鎢和磷加入到混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰30-40分鐘后倒入冷卻槽速冷，形成母合金；
(2)制備非合金帶
并將母合金放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩禍中進(jìn)行重熔，熔煉到1510-1530°C，重熔管式坩禍的頂部置于真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下2.5-3_處，重熔管式坩禍內(nèi)放置一個(gè)可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩禍內(nèi)壁的間隙為1-1.5_，所述母合金置于管式坩禍內(nèi)的耐火柱塞頂面熔化，合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣接觸，熔融合金熔潭被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪邊上的輪緣拖拽形成合金帶，合金帶的寬度為10-15mm，厚度為20—30 um ；
(3)制備軟磁材料產(chǎn)品將上述合金帶卷繞并剪裁成預(yù)定形狀的鐵芯，在800-950°C的溫度下預(yù)燒6-8h，然后以10-15°C / min的速度升溫至1300_1350°C，在惰性氣體的保護(hù)下保溫?zé)Y(jié)8_10h，然后以20-30°C / min的降溫速度降至400-450°C，退火1.5_2h，然后以每分鐘5°C的降溫速率，
降溫至室溫，得到產(chǎn)品。
[0006]本發(fā)明制備的軟磁材料，采用鎳鈷為主體材料以提高導(dǎo)磁率，適當(dāng)添加硅鎢磷元素，以改善材料的抗磁飽和能力，最后添加稀土元素Y對材料進(jìn)行改性，以提高材料的耐高

【具體實(shí)施方式】
[0007]實(shí)施例一
本實(shí)施例的軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成Ai66Co22Si3W6Y1Py
[0008]將純度大于99.9%的原料N1、Co、S1、W、Y、P，按Ni66Co22Si具Y1P2合金成分以原子百分比稱量并配料，釔以鈷釔合金的方式加入；將冶煉爐預(yù)熱后，加入鎳，加熱至鎳完全熔化并沸騰10分鐘后，加入鈷釔合金，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰15分鐘后，將硅、鎢和磷加入到混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰30分鐘后倒入冷卻槽速冷，形成母合金。
[0009]并將母合金放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩禍中進(jìn)行重熔，熔煉到1510°C，重熔管式坩禍的頂部置于真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下2.5_處，重熔管式坩禍內(nèi)放置一個(gè)可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩禍內(nèi)壁的間隙為1_，所述母合金置于管式坩禍內(nèi)的耐火柱塞頂面熔化，合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣接觸，熔融合金熔潭被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪邊上的輪緣拖拽形成合金帶，合金帶的寬度為10mm，厚度為20 μ m。
[0010]將上述合金帶卷繞并剪裁成預(yù)定形狀的鐵芯，在800°C的溫度下預(yù)燒8h，然后以10C / min的速度升溫至1300°C，在惰性氣體的保護(hù)下保溫?zé)Y(jié)10h，然后以20°C / min的降溫速度降至400°C，退火2h，然后以每分鐘5°C的降溫速率，降溫至室溫，得到產(chǎn)品。
[0011]實(shí)施例二
本實(shí)施例的軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成:Ni5(lCo31Si5W8Y2P4。
[0012]將純度大于99.9%的原料N1、Co、S1、W、Y、P，按Ni5tlCo31Si5W8Y2P4合金成分以原子百分比稱量并配料，釔以鈷釔合金的方式加入；將冶煉爐預(yù)熱后，加入鎳，加熱至鎳完全熔化并沸騰15分鐘后，加入鈷釔合金，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰20分鐘后，將硅、鎢和磷加入到混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰40分鐘后倒入冷卻槽速冷，形成母合金。
[0013]并將母合金放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩禍中進(jìn)行重熔，熔煉到1530°C，重熔管式坩禍的頂部置于真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下3_處，重熔管式坩禍內(nèi)放置一個(gè)可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩禍內(nèi)壁的間隙為1.5_，所述母合金置于管式坩禍內(nèi)的耐火柱塞頂面熔化，合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣接觸，熔融合金熔潭被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪邊上的輪緣拖拽形成合金帶，合金帶的寬度為15mm，厚度為30 μ m。
[0014]將上述合金帶卷繞并剪裁成預(yù)定形狀的鐵芯，在950°C的溫度下預(yù)燒6h，然后以15°C / min的速度升溫至1350°C，在惰性氣體的保護(hù)下保溫?zé)Y(jié)8h，然后以30°C / min的降溫速度降至450°C，退火1.5h，然后以每分鐘5°C的降溫速率，降溫至室溫，得到產(chǎn)品。
[0015]比較例
按化學(xué)成分Fe39C045Al4M0lZr6B4Cu1配比稱取金屬原料，放入電弧熔煉爐中，熔煉3次。將母合金破碎后，放入單輥旋淬爐中旋淬，噴嘴到銅輥之間距離為0.5mm，銅輥的線速度為30m/s，噴注壓強(qiáng)為0.5Mpa，得到非晶納米晶合金，其厚度為25 μ m，寬度為5mm。卷繞剪切熱處理后，得到預(yù)定尺寸和形狀的軟磁材料。
[0016]對具有相同形狀和大小的實(shí)施例1-2及比較例的軟磁材料分別在25°C和70°C下面進(jìn)行磁性能。測試結(jié)果顯示:實(shí)施例1-2得到的軟磁材料的導(dǎo)磁率和抗磁飽和強(qiáng)度在70°C時(shí)僅比在25°C時(shí)分別下降5%左右和7%左右嗎，而比較例的軟磁材料的導(dǎo)磁率和抗磁飽和強(qiáng)度在70°C時(shí)比在25°C時(shí)分別下降15%和25%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫的鎳鈷基軟磁材料的制備方法，其中該軟磁材料使用如下原子配比的合金材料制成:Ni__a_b_c_d_e)C0aSibWcYdPe，其中:a=22-31，b=3_5，c=6_8，d=l_2，e=2_4，該方法包括如下步驟: (1)熔鑄母合金 將純度大于 99.9% 的原料 N1、Co、S1、W、Y、P，按 Ni__a_b_e_d_e)C0aSibWeYdPe合金成分以原子百分比稱量并配料，釔以鈷釔合金的方式加入；將冶煉爐預(yù)熱后，加入鎳，加熱至鎳完全熔化并沸騰10-15分鐘后，加入鈷釔合金，加熱至混合金屬完全熔化，并沸騰15-20分鐘后，將硅、鎢和磷加入到混合金屬中，加熱至完全熔化，并沸騰30-40分鐘后倒入冷卻槽速冷，形成母合金； (2)制備非合金帶 并將母合金放入真空感應(yīng)成型爐內(nèi)的重熔管式坩禍中進(jìn)行重熔，熔煉到1510-1530°C，重熔管式坩禍的頂部置于真空感應(yīng)成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣之下2.5-3_處，重熔管式坩禍內(nèi)放置一個(gè)可上下移動的耐火柱塞，該耐火柱塞和管式坩禍內(nèi)壁的間隙為1-1.5_，所述母合金置于管式坩禍內(nèi)的耐火柱塞頂面熔化，合金熔融膨脹溢出后與旋轉(zhuǎn)的成型爐轉(zhuǎn)輪輪緣接觸，熔融合金熔潭被旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪邊上的輪緣拖拽形成合金帶，合金帶的寬度為10-15mm，厚度為20—30 um ； (3)制備軟磁材料產(chǎn)品 將上述合金帶卷繞并剪裁成預(yù)定形狀的鐵芯，在800-950°C的溫度下預(yù)燒6-8h，然后以10-15°C / min的速度升溫至1300_1350°C，在惰性氣體的保護(hù)下保溫?zé)Y(jié)8_10h，然后以20-30°C / min的降溫速度降至400-450°C，退火1.5_2h，然后以每分鐘5°C的降溫速率，降溫至室溫，得到產(chǎn)品。
【文檔編號】C22C1/03GK104451216SQ201510022849
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2015年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月17日
【發(fā)明者】王中克 申請人:王中克