一種稀土元素?fù)诫s的鐵鈷基軟磁材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉一種稀土元素?fù)诫s的鐵鈷基軟磁材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟磁合金屬于精密合金范疇，廣泛用于能源交通、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，由于其擁有的低矯頑力和高磁導(dǎo)率性能，常用于制作各種電磁鐵的極頭、磁導(dǎo)體、磁屏蔽、電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子、變壓器和繼電器的鐵芯及各種通訊、傳感、記錄等工程中的磁性元件。
[0003]Fe基納米晶/非晶復(fù)合材料具有高的磁飽和強(qiáng)度、低矯頑力、高磁導(dǎo)率以及低的磁滯損耗的優(yōu)點(diǎn)，具有比坡莫合金、硅鋼片、非晶合金更加優(yōu)異的軟磁性能，在電力電子工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
但是，隨著近年電源電路的高電流化，既要求軟磁材料維持低鐵損，更要求其具有更優(yōu)異的軟磁性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種稀土元素?fù)诫s的鐵鈷基軟磁材料的制備方法，該方法制備的軟磁材料具有高磁導(dǎo)率、低矯頑力以及低損耗等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種稀土元素?fù)诫s的鐵鈷基軟磁材料的制備方法，其特征在于該軟磁材料由以下原子配比的合金制成:(Fe1IyCoxLay) !_a_b (Si1^zMoz) aBb，其中 x=0.32-0.35，y=0.03-0.06，z=0.2-0.25，a=0.1-0.15，b=0.04-0.05，該方法包括如下步驟:
(1)配料
按照上述原子配比準(zhǔn)備原料，稱取純度均大于99.9%的鐵粉、鈷粉、硅粉、硼粉、鉬粉和鑭粉；
(2)熔鑄合金
在氦氣氣氛保護(hù)下，將鐵粉放入中頻爐中，送電熔化，待純鐵全部熔化后降低送電功率，加入其它原料粉末，最后加入精煉劑碳，加碳后精煉時(shí)間為30-40min，吹氦凈化合金液，在溫度達(dá)到1570-1615°C、真空度< 1.5Pa時(shí)起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氦氣保護(hù)鑄坯，冷卻后得到合金鑄錠；
(3)制粉
將上述合金鑄錠氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨條件為球料比10: 1-15: 1，球磨時(shí)間4_6h，磨球有不銹鋼球和軸承鋼球兩種，規(guī)格分為C>12mm和Φ5ι?πι，其配比為I: 5-1:10 ;球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為400-450r/min ;并采用氦氣保護(hù)的方式防止混合粉末氧化；最后得到粒徑約為1_3 μ m的粉體；
(4)熱處理
將上述粉體壓制成預(yù)定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以5-10°C /min的升溫速度升溫至800-850°C，保溫2-3h后，以15_20°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發(fā)明的軟磁材料。
[0006]本發(fā)明制備的軟磁材料，采用鐵、鈷摻雜稀土元素鑭配合形成主料以提升材料的導(dǎo)磁率，摻雜硼抗磁飽和性能，摻雜硅和Mo提高了材料的耐磨性能以及電阻率。因此，該材料用于各種電子設(shè)備時(shí)尤其是用于大電流線圈的磁芯時(shí)具有較好的軟磁性能和較低的損耗。
【具體實(shí)施方式】
[0007]實(shí)施例一本實(shí)施例的軟磁材料由以下原子配比的合金制成:(Fea65Coa32Laaci3) 0 86 (Sia8Moa2)
0.1^0.04°
[0008]按照上述原子配比準(zhǔn)備原料，稱取純度均大于99.9%的鐵粉、鈷粉、硅粉、硼粉、鉬粉和鑭粉。
[0009]在氦氣氣氛保護(hù)下，將鐵粉放入中頻爐中，送電熔化，待純鐵全部熔化后降低送電功率，加入其它原料粉末，最后加入精煉劑碳，加碳后精煉時(shí)間為30min，吹氦凈化合金液，在溫度達(dá)到1570°C、真空度< 1.5Pa時(shí)起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氦氣保護(hù)鑄坯，冷卻后得到合金鑄錠。
[0010]將上述合金鑄錠氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨條件為球料比10: 1，球磨時(shí)間4_6h，磨球有不銹鋼球和軸承鋼球兩種，規(guī)格分為Φ 12mm和Φ5_，其配比為1:5;球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為400r/min ;并采用氦氣保護(hù)的方式防止混合粉末氧化；最后得到粒徑約為1_3 μ m的粉體。
[0011]將上述粉體壓制成預(yù)定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以5°C /min的升溫速度升溫至800°C，保溫3h后，以15°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發(fā)明的軟磁材料。
[0012]實(shí)施例二本實(shí)施例的軟磁材料由以下原子配比的合金制成:(Fea59Coa35Laaci6) 0 8 (Sia75Moa25)
0.15^0.05°
[0013]按照上述原子配比準(zhǔn)備原料，稱取純度均大于99.9%的鐵粉、鈷粉、硅粉、硼粉、鉬粉和鑭粉。
[0014]在氦氣氣氛保護(hù)下，將鐵粉放入中頻爐中，送電熔化，待純鐵全部熔化后降低送電功率，加入其它原料粉末，最后加入精煉劑碳，加碳后精煉時(shí)間為40min，吹氦凈化合金液，在溫度達(dá)到1615°C、真空度< 1.5Pa時(shí)起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氦氣保護(hù)鑄坯，冷卻后得到合金鑄錠。
[0015]將上述合金鑄錠氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨條件為球料比15: 1，球磨時(shí)間4_6h，磨球有不銹鋼球和軸承鋼球兩種，規(guī)格分為Φ 12mm和Φ5_，其配比為1:10 ;球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為450r/min ;并采用氦氣保護(hù)的方式防止混合粉末氧化；最后得到粒徑約為1_3 μ m的粉體。
[0016]將上述粉體壓制成預(yù)定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以10°C /min的升溫速度升溫至850°C，保溫2h后，以20°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發(fā)明的軟磁材料。
[0017]比較例
采用如下配料:按重量百分比計(jì)為:4% Si,33% Fe和15% Al，余量為Co。工藝流程是:成分配比-真空-熔煉-制備合金帶-堆疊切割成型。
[0018]對相同形狀和尺寸的實(shí)施例1-2及比較例的軟磁材料進(jìn)行磁性能測試以及損耗測試，在室溫進(jìn)行以下兩項(xiàng)測試:(1)能量損耗，測試條件為磁感1.5T，頻率為1000Hz，(2)合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs采用靜態(tài)磁性能測量儀，以磁場為2000A/m下的磁感應(yīng)強(qiáng)度作為合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs。測試結(jié)果顯示:實(shí)施例1-2得到的軟磁材料的損耗相對比較例降低25-41%左右，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度升高16%左右。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種稀土元素?fù)诫s的鐵鈷基軟磁材料的制備方法，其特征在于該軟磁材料由以下原子配比的合金制成:(Fei_x_yCoxLay) h-b (SihMoz) aBb，其中 χ=0.32-0.35，y=0.03-0.06，z=0.2-0.25，a=0.1-0.15，b=0.04-0.05，該方法包括如下步驟: (1)配料 按照上述原子配比準(zhǔn)備原料，稱取純度均大于99.9%的鐵粉、鈷粉、硅粉、硼粉、鉬粉和鑭粉； (2)熔鑄合金 在氦氣氣氛保護(hù)下，將鐵粉放入中頻爐中，送電熔化，待純鐵全部熔化后降低送電功率，加入其它原料粉末，最后加入精煉劑碳，加碳后精煉時(shí)間為30-40min，吹氦凈化合金液，在溫度達(dá)到1570-1615°C、真空度< 1.5Pa時(shí)起鑄，蓋好爐蓋并密封，送入氦氣保護(hù)鑄坯，冷卻后得到合金鑄錠； (3)制粉 將上述合金鑄錠氫破后，利用行星球磨機(jī)球磨制粉，球磨條件為球料比10: 1-15: 1，球磨時(shí)間4_6h，磨球有不銹鋼球和軸承鋼球兩種，規(guī)格分為C>12mm和Φ5ι?πι，其配比為I: 5-1:10 ;球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為400-450r/min ;并采用氦氣保護(hù)的方式防止混合粉末氧化；最后得到粒徑約為1_3 μ m的粉體； (4)熱處理 將上述粉體壓制成預(yù)定形狀后，放入真空高溫電阻爐后，以5-10°C /min的升溫速度升溫至800-850°C，保溫2-3h后，以15_20°C /min的降溫速度等溫退火至室溫，得到本發(fā)明的軟磁材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種稀土元素?fù)诫s的鐵鈷基軟磁材料的制備方法，其特征在于該軟磁材料由以下原子配比的合金制成：（Fe1-x-yCoxLay）1-a-b（Si1-zMoz）aBb，其中x=0.32-0.35，y=0.03-0.06，z=0.2-0.25，a=0.1-0.15，b=0.04-0.05，該方法包括如下步驟：（1）配料，（2）熔鑄合金，（3）制粉，（4）熱處理。本發(fā)明制備的軟磁材料，采用鐵、鈷摻雜稀土元素鑭配合形成主料以提升材料的導(dǎo)磁率，摻雜硼抗磁飽和性能，摻雜硅和Mo提高了材料的耐磨性能以及電阻率。因此，該材料用于各種電子設(shè)備時(shí)尤其是用于大電流線圈的磁芯時(shí)具有較好的軟磁性能和較低的損耗。
【IPC分類】C22C38-12, H01F1-147, C22C30-00, H01F1-22, B22F3-16
【公開號】CN104532121
【申請?zhí)枴緾N201410793156
【發(fā)明人】梁玲
【申請人】梁玲
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月20日