[发明专利]一种铁基非晶合金及其制备方法

说明书

本申请要求于2017年01月25日提交中国专利局、申请号为201710060830.7、发明名称为“一种铁基非晶合金及其制备方法”的中国专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及软磁材料技术领域，尤其涉及一种铁基非晶合金及其制备方法。

背景技术

铁基非晶带材是一种新型节能材料，采用快速急冷凝固生产工艺制备，这种新材料用于变压器铁心，与传统硅钢变压器相比，磁化过程相当容易，从而大幅度降低变压器的空载损耗，若用于油浸变压器还可减排CO、SO、NO_x等有害气体，被称为21世纪的“绿色材料”。

目前，国内外在非晶变压器的制备过程中，普遍使用的均为饱和磁感应强度为1.56T左右的铁基非晶带材。与硅钢接近2.0T的饱和磁感应强度相比，铁基非晶在制备变压器时存在着体积增大的缺点。为了增强铁基非晶材料在变压器行业的竞争力，需开发饱和磁感应强度大于1.6T的铁基非晶材料。

对于具有高饱和磁感应强度的非晶材料研发，已经开展了很多年。最具有代表性的是美国Allied-Signal公司开发的一款牌号为Metglas2605Co的合金，这种合金的饱和磁感应强度达到1.8T，但其合金中包含18％的Co元素使其成本过高无法在工业生产中应用。

日立金属在公开号为CN1721563A的中国专利申请中公开了一种名HB1的Fe-Si-B-C合金，其饱和磁感应强度在1.64T，但其公开的工艺条件中提到了在制备过程中通过吹含C气体而控制带材表面C元素含量分布的工艺，这将直接导致其产品生产工艺条件难以控制，工业生产稳定性无法保证。

新日本制铁公司在专利CN1356403A中公布了一种Fe-Si-B-P-C合金，虽然其饱和磁感应强度达到1.75T，但由于其Fe含量过高非晶形成能力较差，导致在其工业化生产中无法形成非晶态，带材磁性能较差；同事其在专利中一方面未提到关于P元素添加的问题，另一方面P元素的添加含量较大，结合目前国内外磷铁行业的实际情况，磷铁的制备条件相对粗放，杂质含量过高，无法达到非晶合金的使用条件。在制备过程中，大量使用常规条件的磷铁会导致带材晶化、偏脆，且热处理后性能较差。若使用此种合金成分进行工业化成产，必须添加磷铁精炼的环节，一方面增加工艺流程的复杂性，另一方面需提高目前的冶炼水平，导致工业化生产难度加大。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种铁基非晶合金及其制备方法，本申请提供的铁基非晶合金具有高饱和磁感应强度、非晶形成能力与低损耗。

有鉴于此，本申请提供了一种如式(Ⅰ)所示的铁基非晶合金，

Fe_aSi_bB_cP_dM_e(Ⅰ)；

其中，a、b、c、d与e分别表示对应组分的原子百子含量；80.5≤a≤84.0，3.0≤b≤9.0，8.0≤c≤15.0，0.001≤d≤0.3，e≤0.4，a+b+c+d+e＝100；M为杂质元素。

优选的，所述铁基非晶合金的饱和磁感应强度≥1.62T。

优选的，所述Si的原子百分含量为5.5≤b≤9.0。

优选的，所述P的原子百分含量为0.001≤d≤0.2。

优选的，所述P的原子百分含量为0.01≤d≤0.1。

优选的，所述铁基非晶合金中，a＝80.95，3.0≤b≤8.0，11.0≤c≤15.0，d＝0.05。

优选的，所述铁基非晶合金中，81.7≤a≤81.99，3.0≤b≤8.0，10.0≤c≤15.0，0.01≤d≤0.3。

优选的，所述铁基非晶合金中，a＝82.95，3.0≤b≤8.0，8.0≤c≤14.0，d＝0.05。

优选的，所述铁基非晶合金中，a＝83.95，3.0≤b≤8.0，8.0≤c≤13.0，d＝0.05。

本申请还提供了上述方案所述的铁基非晶合金的制备方法，包括：

按照式Fe_aSi_bB_cP_d的铁基非晶合金的原子百分比配料，将配料后的原料进行熔炼，将熔炼后的熔液升温保温后进行单辊快淬，得到铁基非晶合金带材。

优选的，所述单辊快淬之后还包括：

将得到的铁基非晶合金带材进行热处理。