[发明专利]一种铁基纳米晶合金及其热处理方法

说明书

本申请属于铁基合金的技术领域，尤其涉及一种铁基纳米晶合金及其热处理方法。本申请公开了铁基纳米晶合金的热处理方法，包括：将铁基非晶带材置于两块金属板之间进行热处理，热处理结束后，取出所述铁基非晶带材冷却至室温，得到铁基纳米晶合金；其中，所述金属板的温度为420‑480℃。本申请公开了铁基纳米晶合金的热处理方法促进α‑Fe相的析出和抑制纳米颗粒的快速长大以改善合金的软磁性能，有效解决现有的热处理工艺容易造成磁性α‑Fe纳米晶粒快速长大和纳米晶粒的不均匀分布，从而导致合金的矫顽力大的技术缺陷。

技术领域

本申请属于铁基合金的技术领域，尤其涉及一种铁基纳米晶合金及其热处理方法。

背景技术

铁基非晶合金作为一种新型节能材料，相对于传统软磁材料，因为拥有低矫顽力Hc，低损耗Pc，高磁导率μe以及较高的饱和磁化强度Ms等优点而受到广泛的关注。其优异的软磁性能使得铁基非晶纳米晶有望广泛应用于传感器、变压器、开关电源以及微型电子设备上。市场上现存的铁基非晶纳米晶因为饱和磁感应强度相对较低，导致产品的体积较大，为了获得更高的饱和磁感应强度，使得产品往轻量化、小型化转变，人们开始研究高铁含量的铁基非晶纳米晶。该类合金带材通常由熔融母合金采用熔体快淬技术制备成非晶薄带，再经热处理工艺调控合金的精细组织结构，使合金在非晶基体上析出单一的磁性α-Fe相转变为非晶/纳米晶双相结构，而高铁含量的铁基非晶合金在热处理过程中磁性α-Fe相的析出与长大十分迅速，控制难度较大。因此，寻求有效的热处理工艺显的尤为重要。

热处理工艺一般包括控制升温速率、保温时间和降温速率三个部分，现有的热处理工艺一般都是在惰性气体或者真空环境下进行。这种热处理的加热方式主要是依靠气体分子碰撞或者热辐射的方式传热，加热速率有限。而高铁含量的铁基非晶纳米晶合金在热处理过程中磁性α-Fe相的析出与长大十分迅速，若采用现有的热处理工艺，将容易导致纳米颗粒快速长大且不均匀分布，从而造成其矫顽力大和低塑性(脆性)的问题，不利于获得优异软磁性能的铁基非晶纳米晶合金。

因此，现有的铁基非晶纳米晶合金热处理工艺不适用于高铁含量铁基非晶纳米晶合金的缺陷成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请公开了铁基纳米晶合金的热处理方法，能促进α-Fe相的析出和抑制纳米晶粒的快速长大以改善合金的软磁性能，有效解决现有的热处理工艺容易造成磁性α-Fe纳米晶粒快速长大且不均匀分布，从而导致合金矫顽力大的技术缺陷。

本申请第一方面提供了一种铁基纳米晶合金的热处理方法，包括以下步骤：

将铁基非晶带材置于两块金属板之间进行热处理，热处理结束后，取出所述铁基非晶带材冷却至室温，得到铁基纳米晶合金；其中，所述金属板的温度为420-480℃，优选为440～480℃。

作为优选，所述热处理的保温时间为10-60s。

作为优选，所述热处理方法，还包括对两块所述金属板加压，压力为0.04Mpa～4Mpa。

作为优选，所述金属板的制备方法为将所述金属板加热至420～480℃，优选为440～480℃。

具体的，所述金属板的制备方法为将所述金属板置于大气或惰性气体或真空氛围下加热至420～480℃，优选为440～480℃。

或其中，所述金属板的制备方法为将金属板置于热处理炉内，将热处理炉抽真空至-0.1Mpa，然后，关闭真空泵，通入高纯氮气(99.99％)，气体流量为2～5mL/s，以20℃/min的升温速率加热至420-480℃，所述金属板随热处理炉加热至420-480℃。

或其中，所述金属板的制备方法为将金属板置于热处理炉内，以20℃/min的升温速率加热至420-480℃，所述金属板随热处理炉加热至420-480℃。