[发明专利]一种提升铁基纳米晶合金磁性的工艺

说明书

本发明公开了一种提升铁基纳米晶合金磁性的工艺，具体步骤如下：将原材料放入高真空电弧熔炼炉内熔炼得母合金锭；将母合金锭放入熔炼炉内熔融，氮化硼喷嘴将熔融的合金喷在下方的铜辊上，高速旋转的铜辊将合金快速凝固为连续的薄带并甩出，将甩出的带材卷入分卷机内缠绕成卷，然后冷却；轧制带材，采用双滚对压冷轧制，将成卷带材装到滚轴上，将带材折叠后进行反复轧制，轧制后将带材卷入分卷机缠绕成卷；使用辊剪机上的圆盘刀将轧制后的带材对剪，将细带材卷入分卷机内缠绕成卷得铁芯；将非晶材质的铁芯放入真空热处理炉内热处理后，室温冷却得到纳米晶化铁芯。本发明具有高饱和磁化强度、高初始磁导率、高频磁感应下的低损耗等优点。

技术领域

本发明涉及非金合金技术领域，特别是一种提升铁基纳米晶合金磁性的工艺。

背景技术

非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，组成它物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。这种非晶合金具有许多独特的性能，由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。铁基纳米晶合金是一类集高的磁导率、低的矫顽力、相对高的饱和磁化强度和低的中高频磁芯损耗等优异软磁性能于一身的新型金属材料，使用铁基非晶带材制备的配电变压器与现行的S9硅钢系列变压器相比，其空载损耗下降70～80％，空载电流下降50％，且设备重量轻，体积小，工作效率高，是一类有着广泛应用前景的高效节能型配电变压器。

铁纳米晶合金是一种广泛应用于大功率开关电源、逆变电流、高频变压器、高频扼流圈铁芯、高频转换器等电磁转换功能的元器件中。这些应用对铁芯材料提出了较高的磁性能要求，如高饱和磁化强度、高初始磁导率、高频磁感应下的低损耗等。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种铁纳米晶合金的，具有高饱和磁化强度、高初始磁导率、高频磁感应下的低损耗等优点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种提升铁基纳米晶合金磁性的工艺，具体步骤如下：

第一步：母合金锭，将原材料放入高真空电弧熔炼炉内熔炼得母合金锭；

第二步：制备带材，将母合金锭放入熔炼炉内熔融，氮化硼喷嘴将熔融的合金喷在下方的铜辊上，高速旋转的铜辊将合金快速凝固为连续的薄带并甩出，将甩出的带材卷入分卷机内缠绕成卷，然后冷却；

第三步：轧制带材，采用双滚对压冷轧制，将成卷带材装到滚轴上，将带材折叠后进行反复轧制，轧制后将带材卷入分卷机缠绕成卷；

第四步：制作铁芯，使用辊剪机上的圆盘刀将轧制后的带材对剪，将细带材卷入分卷机内缠绕成卷得铁芯；

第五步：纳米晶化铁芯，将非晶材质的铁芯放入真空热处理炉内热处理后，室温冷却得到纳米晶化铁芯。

作为本发明进一步的方案，所述第二步熔融温度为2800～3200℃，熔断时间为3～4h，所述氮化硼喷嘴流速为12～18kg/min，所述铜辊转速为350～650r/min，所述薄带厚度为22～25μm，所述薄带宽度为60～70mm，所述成卷带材的宽度为30～40mm，所述冷却温度为10～25℃，所述冷却时间为30～60min。

作为本发明进一步的方案，所述第二步熔融温度为3000℃，熔断时间为3.5h，所述氮化硼喷嘴流速为15kg/min，所述铜辊转速为500r/min，所述薄带厚度为24μm，所述薄带宽度为65mm，所述成卷带材的宽度为35mm，所述冷却温度为20℃，所述冷却时间为45min。

作为本发明进一步的方案，所述第三步轧制力度为2000～5000N，所述轧制后的带材厚度对比轧制前有3％～5％的应变量，所述成卷带材直径为19～21cm。