[发明专利]一种高有效磁导率钴镍基微晶磁性材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，涉及一种高有效磁导率钴镍基微晶磁性材料及制备方法。

背景技术

200910096940.4号申请公开一种钴基块体非晶合金，该合金的分子简式为CoaFebNbcB22.4Si5.6，并满足60＜a＜65，2＜b＜5，3＜c＜7。该发明还公开了该钴基块体非晶合金的制备方法。得到合金的饱和磁感应强度Is在0.1T以上，0.8T以下； 矫顽力Hc在0.8A/m以下，0.1A/m以上；有效磁导率，μc（1KHz）在10000以上，60000以下。该合金存在的不足是有效磁导率还不够高，含钴量多。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供高有效磁导率钴镍基微晶磁性材料，该材料在保证较好的软磁性能的条件下，减少了钴的含量。

本发明的另一目的是提供一种高有效磁导率钴镍基微晶磁性材料制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高有效磁导率钴镍基微晶磁性材料，该材料中各成分的重量百分含量为： Fe 18％～22％,Ni30％～35％,Gd4％～7％, Ho 0.01％～0.05％，V 0.1％～0.5％，Ru0.01％～0.05％，Al6％～9％，P1％～3％，其余为Co。

该高有效磁导率钴镍基微晶磁性材料的组织特点为亚微晶，亚微晶粒的尺寸为150-250nm。

上述高有效磁导率钴镍基微晶磁性材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）首先按照重量百分含量为： Fe 18％～22％,Ni30％～35％,Gd4％～7％, Ho 0.01％～0.05％，V 0.1％～0.5％，Ru0.01％～0.05％，Al6％～9％，P 1％～3％，其余为Co进行配料，上述各原料中Fe 、Ni、Ho 、V 、Ru、Al、Co 的纯度均大于99.9％，Gd以铁钆中间合金的方式加入，铁钆合金中Gd的重量百分比为35%；P以铁磷中间合金的方式加入，铁磷合金中，P的重量百分比为25%；

（2）将原料放入真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1510-1530℃，浇注冷却后得到母合金；

（3）然后将母合金放入重熔管式坩埚中进行重熔，重熔温度为1500-1510℃；所述重熔管式坩埚真空感应成型炉内，重熔管式坩埚的顶部置于真空感应成型炉转轮轮缘之下2-4mm处，重熔管式坩埚内放置一个可上下移动的耐火柱塞，该耐火柱塞和管式坩埚内壁的间隙为0.5-0.9mm，所述母合金置于管式坩埚内的耐火柱塞顶面熔化，并被转轮轮缘拖拽形成合金丝；

（4）然后将合金丝置于300-350℃，保温2-4小时，即得到高有效磁导率钴镍基微晶磁性材料。

所述步骤3）中真空感应成型炉转轮轮缘的旋转线速度为24～27m/s，所得合金丝的直径为100-250μm。

本发明相比现有技术具有如下有益效果：

本发明合金材料采用的Ho 和Ru都可提高非晶形成能力。P也是提高非晶形成能力的一种元素。因为 P价格比 B低, 可以降低合金成本, 而且在制备过程中, 由于 P的熔点低,可以降低合金熔炼过程中能量损耗。

合金材料成份中的P、Ho 和Ru共同存在，可使团簇中原子间相互作用强, 则原子扩散便困难，因此提高材料非晶形成能力。

合金材料中Al为晶粒形核提供位置。V提高非晶形成能力并阻碍晶粒长大的过渡金属。V、Ho 和Ru结合可有效控制晶粒长大。

合金材料中Co具有较好的软磁性能，非晶的居里温度随着 Co含量的增加而增大, 高温磁导率也随 Co含量增加而增大。V添加量合金的微观结构和磁性能影响,可提高初始磁导率、 减低低矫顽力和降低铁损。Gd和Ni可提高初始磁导率。Ni、Co、Gd和V结合强化了铁磁性作用，有效提高了材料的有效磁导率和降低了合金的矫顽力。

本发明合金在凝固中，采用快淬方式冷却和合金化结合，可以有效减小合金中的相，保证化学成分的均匀分布，也保证了合金的磁性能。热处理可降低快淬造成的内应力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：